Карно кыймылдаткычынын мисалы – идеалдуу жылуулук кыймылдаткычы (термодинамиканын экинчи мыйзамын колдонуу)

16 Карно кыймылдаткычтарынын мисалдары – идеалдуу жылуулук кыймылдаткычтары (термодинамиканын экинчи мыйзамын колдонуу)

1. Карно кыймылдаткычынын капталындагы P – V графигин караңыз! Эгерде жылуулук сиңирилген болсо (Q₁) = 10 000 джоуль, анда сумма бизнес машина эмне кылат Карно болуп саналат…

A. 1.500 J

B. 4.000 J

C. 5.000 Дж

D. 6.000 Дж

E. 8.000 Дж

Талкуу

Бул белгилүү :

Төмөнкү температура (T₂) = 400 K

Жогорку температура (T₁) = 800 K

Жылуулук сиңирилген (Q)₁) = 10.000 Джоуль

Суралган Карно кыймылдаткычы тарабынан өндүрүлгөн жумуш (W)

Джаваб :

Идеалдуу жылуулук кыймылдаткычынын (Карно кыймылдаткычынын) эффективдүүлүгү:

Карно кыймылдаткычы тарабынан аткарылган жумуш:

W = e Q₁

W = (1/2)(10.000) = 5000 Джоуль

Туура жооп - C.

2. Ары жактагы сүрөттү караңыз! Кыймылдаткычтын бир циклде аткарган жумушунун көлөмү...

A. 300 J

B. 400 J

C. 500 Дж

D. 600 Дж

E. 700 Дж

Талкуу

Белгилүү болгондой:

Төмөнкү температура (T_L) = 400 K

Жогорку температура (T_H) = 600 K

Жылуулук сиңирилген (Q)₁) = 600 Джоуль

Суралган Карно кыймылдаткычы тарабынан өндүрүлгөн жумуш (W)

Жооп:

Идеалдуу жылуулук кыймылдаткычынын (Карно кыймылдаткычынын) эффективдүүлүгү:

Карно кыймылдаткычы тарабынан аткарылган жумуш:

W = e Q₁

W = (1/3)(600) = 200 Джоуль

Туура жооп - Е.

3. Төмөндөгү ABCDA Карно циклинин графигин караңыз! Графиктеги маалыматтарга таянып, Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү...

А. 10%

B. 20%

C. 25%

D. 30%

E. 35%

Талкуу

Бул белгилүү :

Төмөнкү температура (T_L) = 350 K

Жогорку температура (T_H) = 500 K

Суралган Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү (e)

Джаваб :

Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу:

e = (T_H - T_L) / Т_H

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = 30%

Туура жооп - D.

4. Карно кыймылдаткычынын төмөнкү фотоэлектрдик кубаттуулук графигинде жогорку температурадагы резервуар 600 К, ал эми төмөнкү температура 400 К түзөт. Эгерде кыймылдаткычтын аткарган иши Вт болсо, анда төмөнкү температурада бөлүнүп чыккан жылуулук...

А. В.

B. 2 W

C. 3 W

D. 4 W

Чыгыш 6 Батыш

Талкуу

Бул белгилүү :

Төмөнкү температура (T_L) = 400 K

Жогорку температура (T_H) = 600 K

Суралган Төмөнкү температурада бөлүнүп чыккан жылуулук (Q₂)

Джаваб :

Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :

e = (T_H - T_L) / Т_H

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :

W = e Q₁

Сүрөттөмө: W = машина тарабынан аткарылган жумуш, e = машинанын натыйжалуулугу, Q₁ = машина тарабынан сиңирилген жылуулук.

W = (1/3)(Q₁)

3W = Q₁

Төмөнкү температурада бөлүнүп чыккан жылуулук :

Q₂ = С₁ - В.

Q₂ = 3W – W

Q₂ = 2w

Туура жооп - Б.

5. Карно циклинин күн энергиясынын графиги төмөнкү сүрөттөй көрүнөт. Эгерде айлана-чөйрөгө 3.000 Джоуль жылуулук бөлүнүп чыкса, анда система тарабынан сиңирилген жылуулук...

A. 3.000 J

B. 4.000 J

C. 4.800 Дж

D. 6.000 Дж

E. 8.000 Дж

Талкуу

Бул белгилүү :

Төмөнкү температура (T_L) = 500 K

Жогорку температура (T_H) = 800 K

Бөлүнүп чыккан жылуулук (Q₂) = 3000 Джоуль

Суралган Система тарабынан сиңирилген жылуулук (Q₁)

Джаваб :

Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :

e = (T_H - T_L) / Т_H

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :

W = e Q₁

W = (3/8)(Q₁)

8W/3 = Q₁

Q₂ = С₁ - В.

Q₂ = 8Вт/3 – 3Вт/3

Q₂ = 5Вт/3

3Q₂ = 5w

W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800

Система тарабынан сиңирилген жылуулук :

Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Джоуль

Туура жооп - C.

6. Carnot кыймылдаткычы 800 К температурадагы жогорку температурадагы резервуардан жылуулук алат жана анын эффективдүүлүгү 50% түзөт. Төмөнкү температурадагы резервуардын туруктуулугун сактоо менен 80% эффективдүүлүккө жетүү үчүн, жогорку температурадагы резервуар... айландырылышы керек.

A. 1.600 K

B. 2.000 K

C. 2.400 K

D. 4.000 K

Чыгыш 6.400 K

Талкуу

Белгилүү болгондой:

Эгерде температура жогору болсо (T_H) = 800 К, натыйжалуулук (e) = 50% = 0,5

Суроо берилди: Жогорку температура (T) деген эмне?_H) ошондуктан натыйжалуулук (e) = 80% = 0,8

Жооп:

Төмөнкү температура = 400 Кельвин

Жогорку температура (T) деген эмне?_H) ошондуктан натыйжалуулук (e) = 80%?

Жогорку температура = 2.000 Кельвин

Туура жооп - Б.

7. 600 К температурада жогорку температурадагы резервуарда иштеген Carnot кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү 40% түзөт. Төмөнкү температурадагы резервуардын туруктуу мааниси менен 75% эффективдүүлүккө жетүү үчүн, жогорку температурадагы резервуарды… чейин көбөйтүү керек.

A. 480 K

B. 840 K

C. 900 K

D. 1028 K

Чыгыш 1440 K

Талкуу

Белгилүү болгондой:

Эгерде температура жогору болсо (T_H) = 600 К, натыйжалуулук (e) = 40% = 0,4

Суроо берилди: Жогорку температура (T) деген эмне?_H) ошондуктан натыйжалуулук (e) = 75% = 0,75

Жооп:

Төмөнкү температура = 360 Кельвин

Жогорку температура (T) деген эмне?_H) ошондуктан натыйжалуулук (e) = 75%?

Жогорку температура = 1440 Кельвин

Туура жооп - Е.

8. Карно кыймылдаткычы 800 К температурадагы жогорку температурадагы резервуардан жылуулук алат жана анын эффективдүүлүгү 50% түзөт. Резервуардын төмөнкү температурасын сактоо менен 80% эффективдүүлүккө жетүү үчүн, жогорку температурадагы резервуар... айландырылышы керек.

A. 1.600 K
B. 2.000 K
C. 2.400 K
D. 4.000 K
Чыгыш 6.400 K

Талкуу
Белгилүү болгондой:
Эгерде жогорку температура (TH) = 800 К болсо, анда натыйжалуулук (e) = 50% = 0,5
Суроо: Эффективдүүлүк (e) = 80% = 0,8 болушу үчүн эң жогорку температура (TH) канча?
Жооп:
Төмөнкү температура = 400 Кельвин

Натыйжалуулук (e) = 80% болушу үчүн жогорку температура (TH) канча?
Жогорку температура = 2.000 Кельвин
Туура жооп - Б.

9. 600 К температурада жогорку температурадагы резервуарда иштеген Carnot кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү 40% түзөт. Төмөнкү температурадагы резервуар туруктуу бойдон калганда 75% эффективдүүлүккө жетүү үчүн, жогорку температурадагы резервуарды ... чейин көбөйтүү керек.

A. 480 K
B. 840 K
C. 900 K
D. 1028 K
Чыгыш 1440 K

Талкуу
Белгилүү болгондой:
Эгерде жогорку температура (TH) = 600 К болсо, анда натыйжалуулук (e) = 40% = 0,4
Суроо: Эффективдүүлүк (e) = 75% = 0,75 болушу үчүн эң жогорку температура (TH) канча?
Жооп:
Төмөнкү температура = 360 Кельвин

Натыйжалуулук (e) = 75% болушу үчүн жогорку температура (TH) канча?
Жогорку температура = 1440 Кельвин
Туура жооп - Е.

10. 1200 Кельвин температурасында жылуулукту сиңирип, 300 Кельвин температурасында жылуулукту четке каккан Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү...

Талкуу
Бул белгилүү :
Жогорку температура (T_H) = 1200 K
Төмөнкү температура (T_L) = 300 K
Суралган Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү (e)
Джаваб :
11. Карно кыймылдаткычы 727 ортосундагы циклде иштейт^o127ден С^oC. Кыймылдаткыч жогорку температурадагы резервуардан 6000 Джоуль жылуулукту сиңирип алат. Кыймылдаткычтын натыйжалуулугу жана бир циклде кыймылдаткыч тарабынан аткарылган жумуш...

Талкуу
Бул белгилүү :
Жогорку температура (T_H) = 727^oC + 273 = 1000 K
Төмөнкү температура (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Жылуулук сиңирилген (Q)_H) = 6000 Джоуль
Суралган Кыймылдаткычтын бир циклде аткарган натыйжалуулугу (e) жана жумушу (W).
Джаваб :
Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :
Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Джоуль

12. Карно кыймылдаткычы 527 жогорку температуралуу резервуардын ортосунда иштейт^oC жана төмөнкү температурадагы резервуар 127^oC. Карно кыймылдаткычы ысык резервуардан 10 000 Джоуль жылуулукту сиңирип алат. Ар бир циклде кыймылдаткыч тарабынан четке кагылган жылуулуктун көлөмү...
Талкуу
Бул белгилүү :
Жогорку температура (T_H) = 527^oC + 273 = 800 K
Төмөнкү температура (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Жылуулук сиңирилген (Q)_H) = 10.000 Джоуль
Суралган : Кыймылдаткыч тарабынан ар бир циклде бөлүнүп чыккан жылуулук
Джаваб :
Идеалдуу жылуулук кыймылдаткычынын (Карно кыймылдаткычынын) эффективдүүлүгү:
Карно кыймылдаткычы тарабынан аткарылган жумуш:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Джоуль
Кыймылдаткычтан бир циклде бөлүнүп чыккан жылуулук (Q)_L) = жылуулукту сиңирүү (Q_H) – аткарылган иш (W)
Q_L = С_H - В.
Q_L = 10.000 - 5000
Q_L = 2 376 000 Джоуль
Кыймылдаткычтан бир циклде бөлүнүп чыккан жылуулук = 5000 Джоуль

13. Төмөндөгү графиктин негизинде Карно кыймылдаткычынын бир циклдеги натыйжалуулугун жана аткарган жумушун аныктагыла...
Талкуу

Бул белгилүү :
Жогорку температура (T_H) = 800 K
Төмөнкү температура (T_L) = 300 K
Жылуулук сиңирилген (Q)_H) = 1000 Джоуль
Суралган Карно кыймылдаткычы тарабынан аткарылган натыйжалуулук (e) жана жумуш (W)
Джаваб :
Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :
Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
W = 625 Джоуль

14. Төмөндөгү Карно циклинин графигин ABCDA караңыз!
Графиктеги маалыматтарга таянып, Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү...

А. 10%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
E. 35%

Талкуу
Бул белгилүү :
Суху төмөн (T_L) = 350 K
Жогорку температура (T_H) = 500 K
Суралган Карно кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү (e)
Джаваб :

Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу:
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
Туура жооп - D.

15. Карно кыймылдаткычынын төмөнкү күн энергиясынын графигинде жогорку температурадагы резервуар 600 К, ал эми төмөнкү температура 400 К түзөт. Эгерде бизнес Кыймылдаткыч тарабынан жасалган жылуулук Вт, андан кийин төмөнкү температурада бөлүнүп чыккан жылуулук...

А. В.
B. 2 W
C. 3 W
D. 4 W
Чыгыш 6 Батыш

Талкуу
Бул белгилүү :
Төмөнкү температура (T_L) = 400 K
Жогорку температура (T_H) = 600 K
Суралган Төмөнкү температурада бөлүнүп чыккан жылуулук (Q₂)
Джаваб :
Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :
W = e Q₁
Сүрөттөмө: W = машина тарабынан аткарылган жумуш, e = машинанын натыйжалуулугу, Q₁ = машина тарабынан сиңирилген жылуулук.
W = (1/3)(Q₁)
3W = Q₁
KАлор төмөнкү температурада бөлүнүп чыгат :
Q₂ = С₁ - В.
Q₂ = 3W–W
Q₂ = 2w
Туура жооп - Б.

16. Карно циклинин PV графиги төмөнкү сүрөттөй көрүнөт. Эгерде жылуулук ал айлана-чөйрөгө 3.000 Джоуль бөлүнүп чыгат, андан кийин система тарабынан сиңирилген жылуулук...
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 Дж
D. 6.000 Дж
E. 8.000 Дж
Талкуу
Бул белгилүү :
Төмөнкү температура (T_L) = 500 K
Жогорку температура (T_H) = 800 K
Бөлүнүп чыккан жылуулук (Q₂) = 3000 Джоуль
Суралган Система тарабынан сиңирилген жылуулук (Q₁)
Джаваб :
Карно кыймылдаткычынын натыйжалуулугу :
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Карно кыймылдаткычы менен аткарылган жумуш :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ = С₁ - В.
Q₂ = 8Вт/3 – 3Вт/3
Q₂ = 5Вт/3
3Q₂ = 5w
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KАлор система тарабынан сиңирилген :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Джоуль
Туура жооп - C.

Суроонун булагы:

Жогорку класстар/кесиптик орто мектептер үчүн физика боюнча улуттук экзамен суроолору