Ohatra amin'ny motera hafanana (fampiharana ny lalàna faharoa momba ny thermodynamics)

Ohatra 9 amin'ny olana amin'ny motera hafanana (fampiharana ny lalàna faharoa momba ny thermodynamics)

1. Ao anatin'ny tsingerina iray, ny motera iray dia mandray hafanana 3000 Joule avy amin'ny fitahirizana hafanana avo lenta ary mandà hafanana 1000 Joule mankany amin'ny fitahirizana hafanana ambany. Fantaro ny fahombiazan'ny motera hafanana!

Discussion
Motera fanafanana Ny teny hoe "carnot" ao amin'ireo fanontaniana ato amin'ity pejy ity dia tsy mitovy amin'ny motera Carnot. Ny motera Carnot dia motera hafanana tonga lafatra ary misy ara-teoria fotsiny. Mifanohitra amin'izany kosa, ny motera hafanana resahina ato amin'ity fanontaniana ity dia motera hafanana tena izy, fa tsy motera hafanana ara-teoria (ny motera Carnot).
Fantatra :
Hafanana voatsindrona (Q_H) = 3000 Joule
Hafanana navoaka (Q_L) = 1000 Joule
Asa vokarin'ny milina (W) = 3000 – 1000 = 2000 Joules
nanontaniana Fahombiazan'ny motera hafanana (e)
Jawab :

2. Mamokatra asa 2000 Joules ny motera hafanana ary mandà hafanana 500 Joules ao anatin'ny tsingerina iray. Ny fahombiazan'ny motera dia…

Discussion
Fantatra :
Asa vokarin'ny milina (W) = 2000 Joules
Hafanana navoaka (Q_L) = 5000 Joule
Hafanana voatsindrona (Q_H) = 2000 + 5000 = 7000 Joule
nanontaniana Fahombiazan'ny motera hafanana (e)
Jawab :

3. Manana fahombiazana 30% ny motera fiara iray. Raha mamokatra asa 10.000 Joules isaky ny tsingerina ny motera, ohatrinona ny hafanana lavin'ny motera isaky ny tsingerina?
Discussion
Fantatra :
Fahombiazana (e) = 30% = 30/100 = 0,3
Asa vokarin'ny milina (W) = 3000 Joules
nanontaniana : Ny hafanana avoakan'ny motera isaky ny tsingerina (Q_L)
Jawab :
Kajio ny hafanana voaray (Q_H) amin'ny fampiasana ny raikipohy fahombiazan'ny (e) an'ny motera hafanana:
Hafanana ariana isaky ny tsingerina (Q_L) = hafanana voatsindrona (Q_H) – asa novokarina (W)
Q_L = 10.000 Joule – 3000 Joule
Q_L = 7000 Joule

Fahombiazan'ny motera hafanana, motera Carnot

4. Mitroka hafanana 3 000 Joule avy amin'ny fitahirizana hafanana avo lenta ny motera hafanana iray ary mandroaka hafanana 2 400 Joule mankany amin'ny fitahirizana hafanana ambany. Ny fahombiazan'ny motera dia ….
A. 10%
B. 15%
C. 20%
D. 30%
E. 40%
Dinika:
Fantatra :
Q_H = 3000 Joules, Q_L = 2400 Joule.
nanontaniana :
Fahombiazan'ny (e) motera hafanana?
Jawab :
C ny valiny marina.

5. Ny motera Carnot dia manana fitahirizana hafanana avo lenta 300 ^oC sy fitahirizana mari-pana ambany 80 ^oC. Ny fahombiazan'ny milina dia…
A. 38%
B. 45%
C. 50%
D. 58%
E. 67%
Dinika:
Fantatra :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
Raha fantatra amin'ny singa Celsius ny mari-pana dia tsy maintsy avadika ho singa Kelvin (Kelvin no Rafitra Iraisam-pirenena ho an'ny singa ho an'ny mari-pana).
nanontaniana :
Fahombiazan'ny (e) motera Carnot?
Jawab :

A ny valiny marina.

6. Ny mari-pana ambony indrindra amin'ny fitoeran-tsolika Carnot dia 600 K ary ny fahombiazany dia 60%. Mba hahazoana fahombiazana 70%, ny mari-pana ambony indrindra amin'ny fitoeran-tsolika Carnot dia tsy maintsy...
A. 500 K
B. 800 K
C. 1000 K
D. 1200 K
E. 1500 K
Dinika:
Fantatra :
Angon-drakitra 1: T_H = 600 K, e = 60%
Angon-drakitra 2: T_H = …. K ?, e = 70 %
nanontaniana :
Hafanana avo (T_H)
Jawab :
Ampiasao ny angon-drakitra 1 mba hikajiana ny mari-pana ambany (T_L).
Ampiasao ny T_L ary ny angon-drakitra 2 mba hikajiana ny mari-pana avo (T_H):
Mba hahazoana fahombiazana 70%, ny mari-pana avo dia = 800 Kelvin.
Ny valiny marina dia B.

7. Jereo ny grafika PV an'ny motera Carnot etsy ambany. Raha W = 5000 Joules, dia ny habetsaky ny hafanana avoakan'ny motera isaky ny tsingerina dia...
A. 2.315 Joule
B. 3.475 Joule
Joule eo ho eo amin'ny 3.750
D. 5.000 Joule
E. 5.600 Joules

Dinika:
Fantatra :
W = 5000 Joule
T_H = 780 K
T_L = 320 K
nanontaniana :
Q₂ ?
Jawab :
Fahombiazan'ny motera Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
59%-n'ny hafanana ihany no ampiasaina hanaovana asa. Ampiasao ity angon-drakitra ity mba hikajiana ny hafanana voarain'ny motera Carnot (Q₁).
(0,59)(Q)₁) = 5000 Joule
Q₁ = 5000 Joule/0,59 = 8475 Joule
Ny habetsaky ny hafanana voarain'ny motera dia 8475 Joules.
Ny habetsaky ny hafanana avoakan'ny motera isaky ny tsingerina:
W = Q₁ –Q₂
5000 Joules = 8475 Joules – Q₂
Q₂ = 8475 Joule – 5000 Joule
Q₂ = 3475 Joule
Ny valiny marina dia B.

8. Jereo ny kisarisary PV an'ny motera Carnot etsy ambany! Raha voaray ny hafanana (Q₁) = 8000 Joules dia ny asa ataon'ny motera Carnot dia…
A. 1640 J
B. 4720 J
C. 5640 J
D. 6270 J
E. 8840 J

Dinika:
Fantatra :
Q₁ = 8000 J
T_H = 820 K
T_L = 380 K
nanontaniana :
W?
Jawab :
Fahombiazan'ny motera Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
54%-n'ny hafanana ihany no ampiasaina hanaovana asa. Ampiasao ity angon-drakitra ity mba hikajiana ny asa ataon'ny motera Carnot (W).
(0,59)(8000) = 4720 Joules
Ny asa ataon'ny motera Carnot dia 4720 Joules.
Ny valiny marina dia B.

9. Miasa eo anelanelan'ny tahirin-kafanana 520 ny motera Carnot ^oC sy fitahirizana mangatsiaka 110 ^oC. Raha mandray hafanana 3000 Joules avy amin'ny fitahirizana mafana ny milina, dia ny habetsaky ny hafanana ariana avy amin'ny milina dia...
A. 450 joules
B. 800 joules
C. 1000 minitra
D. 1200 joules
E. 1440 joules
Dinika:
Fantatra :
T_H = 520 + 273 = 793 K
T_L = 110 + 273 = 383 K
Q₁ = 3000 J
nanontaniana :
Q₂ = … ?
Jawab :
Fahombiazan'ny motera Carnot:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Ampiasao ity angon-drakitra ity mba hikajiana ny asa ataon'ny motera (W)
(0,52)(3000) = 1560 Joules
Ny asa ataon'ilay milina dia 1560 Joules.
Ny habetsaky ny hafanana avoakan'ny motera:
Q₂ = 3000 Joule – 1560 Joule
Q₂ = 1440 Joule
1440 Joules ny hafanana avoakan'ny motera.