Nimûneya motora germê (serlêdana qanûna duyemîn a termodînamîkê)

9 Nimûneyên pirsgirêkên motorên germê (serlêdana qanûna duyemîn a termodînamîkê)

1. Di yek çerxerê de, motorek 3000 Joule germê ji depoyek germahiya bilind digire û 1000 Joule germê ber bi depoyek germahiya nizm ve dişîne. Karîgeriya motora germê diyar bike!

Nîqaş
Motora germê Peyva "carnot" di pirsên vê rûpelê de ne wekî motora Carnot e. Motora Carnot motoreke germê ya îdeal e û tenê bi awayekî teorîk heye. Berevajî vê, motora germê ya ku di vê pirsê de behsa wê tê kirin motoreke germê ya rastîn e, ne motoreke germê ya teorîk e (motora Carnot).
Tê zanîn :
Germahiya hatî kişandin (Q_H) = 3000 Joule
Germahiya berdanê (Q_L) = 1000 Joule
Karê ku ji hêla makîneyê ve tê hilberandin (W) = 3000 – 1000 = 2000 Joule
Pirsî Karîgeriya motora germê (e)
Jawab :

2. Motoreke germê di yek çerxê de 2000 Joule kar çêdike û 500 Joule germê red dike. Karîgeriya motorê…

Nîqaş
Tê zanîn :
Karê ku ji hêla makîneyê ve hatî hilberandin (W) = 2000 Joules
Germahiya berdanê (Q_L) = 5000 Joule
Germahiya hatî kişandin (Q_H) = 2000 + 5000 = 7000 Joule
Pirsî Karîgeriya motora germê (e)
Jawab :

3. Karîgeriya motora otomobîlekê %30 e. Ger motor di her çerxekê de 10.000 Joule kar hilberîne, motor di her çerxekê de çiqas germî red dike?
Nîqaş
Tê zanîn :
Karîgerî (e) = 30% = 30/100 = 0,3
Karê ku ji hêla makîneyê ve hatî hilberandin (W) = 3000 Joules
Pirsî Germahiya ku ji hêla motorê ve di her çerxê de tê belavkirin (Q_L)
Jawab :
Germahiya ku hatiye kişandin (Q) hesab bike_H) bi karanîna formula karîgeriya (e) ya motora germê:
Germahîya belavbûyî di her çerxê de (Q_L) = germa hatî kişandin (Q_H) – karê çêkirî (W)
Q_L = 10.000 Joul – 3000 Joul
Q_L = 7000 Joule

Karîgeriya motorên germê, motorên Carnot

4. Motoreke germê 3.000 Joule germê ji depoyeke germahiya bilind digire û 2.400 Joule ber bi depoyeke germahiya nizm ve dişîne. Karîgeriya motorê … e.
A. %10
B. %15
C. %20
D. %30
E. 40%
Gotûbêj:
Tê zanîn :
Q_H = 3000 Joul, Q_L = 2400 Joul.
Pirsî :
Karîgeriya (e) motora germê?
Jawab :
Bersiva rast C ye.

5. Motora Carnot xwedî rezervuarek germahiya bilind a 300 e. ^oC û embarê germahiya nizm 80 ^oC. Karîgeriya makîneyê…
A. %38
B. %45
C. %50
D. %58
E. 67%
Gotûbêj:
Tê zanîn :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
Eger germahî bi yekîneyên Celsiusê were zanîn, divê ew were veguheztin bo yekîneyên Kelvin (Kelvin Sîstema Navneteweyî ya yekîneyên germahiyê ye).
Pirsî :
Karîgerî (e) ya motorek Carnot?
Jawab :

Bersiva rast A ye.

6. Germahiya bilind a depoya motora Carnot 600 K ye û karîgeriya wê jî %60 e. Ji bo bidestxistina karîgeriya %70, divê germahiya bilind a depoya motora Carnot...
A. 500 K
B. 800 K
C. 1000 K
D. 1200 K
E. 1500 K
Gotûbêj:
Tê zanîn :
Daneyên 1: T_H = 600 K, e = 60%
Daneyên 2: T_H = …. K?, e = 70%
Pirsî :
Germahiya bilind (T_H)
Jawab :
Ji bo hesabkirina germahiya nizm (T) daneyên 1 bikar bînin_L).
T bikar bînin_L û daneyên 2 ji bo hesabkirina germahiya bilind (T_H):
Ji bo bidestxistina karîgeriya %70, germahiya bilind = 800 Kelvin.
Bersiva rast B ye.

7. Li grafîka PV ya motora Carnot a li jêr binêre. Ger W = 5000 Joules be, wê demê mîqdara germê ya ku ji hêla motorê ve di her çerxê de tê berdan...
A. 2.315 Joule
B. 3.475 Joule
Nêzîkî 3.750 Joule
D. 5.000 Joul
E. 5.600 Joule

Gotûbêj:
Tê zanîn :
W = 5000 Joule
T_H = 780 K
T_L = 320 K
Pirsî :
Q₂ ?
Jawab :
Karîgeriya motora Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
Tenê %59ê germê ji bo kirina kar tê bikaranîn. Ji bo hesabkirina germahiya ku ji hêla motora Carnot ve tê kişandin (Q) vê daneyê bikar bînin.₁).
(0,59)(Q₁) = 5000 Joule
Q₁ = 5000 Joul/0,59 = 8475 Joul
Germa ku ji hêla motorê ve tê kişandin 8475 Joules e.
Mîqdara germa ku ji hêla motorê ve di her çerxê de tê berdan:
W = Q₁ –Q₂
5000 Joul = 8475 Joul – Q₂
Q₂ = 8475 Joul – 5000 Joul
Q₂ = 3475 Joule
Bersiva rast B ye.

8. Li diyagrama PV ya motora Carnot a li jêr binêre! Ger germahiya ku hatiye kişandin (Q₁) = 8000 Joule wê demê karê ku ji hêla motora Carnot ve tê kirin…
A. 1640 J
B. 4720 J
Nêzîkî 5640 J
D. 6270 J
E. 8840 J

Gotûbêj:
Tê zanîn :
Q₁ = 8000 J
T_H = 820 K
T_L = 380 K
Pirsî :
Ç?
Jawab :
Karîgeriya motora Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
Tenê %54ê germê ji bo kirina kar tê bikaranîn. Ji bo hesabkirina karê ku ji hêla motora Carnot (W) ve tê kirin, van daneyan bikar bînin.
(0,59)(8000) = 4720 Joul
Karê ku ji hêla motora Carnot ve tê kirin 4720 joul e.
Bersiva rast B ye.

9. Motorek Carnot di navbera depoyek germê ya 520 de dixebite. ^oC û embarê sar 110 ^oC. Eger makîne ji depoya germ 3000 Joule germê bikşîne, wê demê mîqdara germa ku ji makîneyê tê derxistin...
A. 450 jûl
B. 800 jûl
Nêzîkî 1000 deqîqe
D. 1200 jûl
E. 1440 jûl
Gotûbêj:
Tê zanîn :
T_H = 520 + 273 = 793 K
T_L = 110 + 273 = 383 K
Q₁ = 3000 J
Pirsî :
Q₂ = … ?
Jawab :
Karîgeriya motora Carnot:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Ji bo hesabkirina karê ku ji hêla motorê ve tê kirin (W) vê daneyê bikar bînin.
(0,52)(3000) = 1560 Joul
Karê ku makîneyê dike 1560 joule ye.
Mîqdara germa ku ji hêla motorê ve tê berdan:
Q₂ = 3000 Joul – 1560 Joul
Q₂ = 1440 Joule
Germahiya ku ji hêla motorê ve tê berdan 1440 joule ye.