१६ कार्नो इंजिनांची उदाहरणे – आदर्श उष्णता इंजिने (उष्मागतिकीच्या दुसऱ्या नियमाचा उपयोग)
1. बाजूला असलेल्या कार्नोट इंजिनच्या P – V आलेखाकडे पहा! जर शोषलेली उष्णता (Q1) = १०,००० जूल तर रक्कम व्यवसाय मशीन काय करते कार्नोट आहे…
अ. १,५०० ज 
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
ई. ८,००० ज
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (T2) = ४०० के
उच्च तापमान (टी1) = ४०० के
शोषलेली उष्णता (Q)1) = १०,००० जूल
विचारले कार्नोट इंजिनने निर्माण केलेले कार्य (W)
उत्तर :
आदर्श उष्णता इंजिनाची (कार्नोट इंजिनाची) कार्यक्षमता:
कार्नोट इंजिनने केलेले कार्य:
W = e Q1
W = (1/2)(10.000) = 5000 जूल
योग्य उत्तर C आहे.
2. बाजूला असलेल्या चित्राकडे बघा! इंजिनने एका चक्रात केलेले कार्य म्हणजे…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
ई. ८,००० ज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
शोषलेली उष्णता (Q)1) = १०,००० जूल
विचारले कार्नोट इंजिनने निर्माण केलेले कार्य (W)
उत्तर :
आदर्श उष्णता इंजिनाची (कार्नोट इंजिनाची) कार्यक्षमता:
कार्नोट इंजिनने केलेले कार्य:
W = e Q1
W = (1/3)(600) = 200 जूल
योग्य उत्तर E आहे.
3. खालील कार्नोट चक्राचा आलेख ABCDA पहा! आलेखातील माहितीच्या आधारे, कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता… आहे.
अ. १०% 
ब. २०%
सी. २५%
डी. ३०%
ई. ३५%
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
विचारले : कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता (e)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता:
e = (TH - टL) / टH
e = (500 – 350) / 500
e = १५० / ५००
e = 0,3
e = ३०/१०० = ३०%
योग्य उत्तर D आहे.
4. कार्नोट इंजिनच्या खालील PV आलेखात, उच्च तापमान जलाशय 600 K आणि कमी तापमान 400 K आहे. जर इंजिनने केलेले कार्य W असेल, तर कमी तापमानावर मुक्त झालेली उष्णता...
ए. डब्ल्यू
बी. २ डब्ल्यू
सी. ३ डब्ल्यू
डी. ४ डब्ल्यू
ई. ६ डब्ल्यू
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
विचारले कमी तापमानात उष्णता बाहेर पडते (Q)2)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
e = (TH - टL) / टH
e = (600 – 400) / 600
e = १५० / ५००
e = 1/3
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e Q1
वर्णन: W = यंत्राने केलेले कार्य, e = यंत्राची कार्यक्षमता, Q1 = यंत्राने शोषलेली उष्णता.
W = (1/3)(Q1)
3W = Q1
कमी तापमानात उष्णता बाहेर पडते :
Q2 = प्रश्न1 - डब्ल्यू
Q2 = ३डब्ल्यू – डब्ल्यू
Q2 = 2 डब्ल्यू
योग्य उत्तर B आहे.
5. कार्नोट चक्राचा PV आलेख खालील आकृतीप्रमाणे दिसतो. जर ३,००० जूल उष्णता सभोवतालच्या वातावरणात सोडली गेली, तर प्रणालीद्वारे शोषली जाणारी उष्णता…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
ई. ८,००० ज
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
उष्णता बाहेर पडली (Q)2) = १०,००० जूल
विचारले प्रणालीद्वारे शोषलेली उष्णता (Q1)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
e = (TH - टL) / टH
e = (800 – 500) /8600
e = १५० / ५००
e = 3/8
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e Q1
W = (3/8)(Q1)
Q2 = प्रश्न1 - डब्ल्यू
Q2 = 8W/3 – 3W/3
Q2 = ५ वॅट/३
3Q2 = 5 डब्ल्यू
W = 3Q2/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
प्रणालीद्वारे शोषलेली उष्णता :
Q1 = प + प्र2 = १८०० + ३००० = ४८०० जूल
योग्य उत्तर C आहे.
6. एका कार्नोट इंजिनला ८०० केल्विन तापमानाच्या उच्च-तापमान जलाशयातून उष्णता मिळते आणि त्याची कार्यक्षमता ५०% आहे. कमी-तापमान जलाशय स्थिर ठेवून ८०% कार्यक्षमता मिळवण्यासाठी, त्या उच्च-तापमान जलाशयाचे रूपांतर ... मध्ये करणे आवश्यक आहे.
अ. १,६०० के
बी. २,००० के
सी. २,४०० के
डी. ४,००० के
ई. ६,४०० के
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
जर तापमान जास्त असेल (TH) = 800 K , कार्यक्षमता (e) = 50% = 0,5
विचारले: उच्च तापमान (T) किती आहे?H) जेणेकरून कार्यक्षमता (e) = 80% = 0,8
उत्तर :
कमी तापमान = ४०० केल्विन
उच्च तापमान (T) किती आहे?H) जेणेकरून कार्यक्षमता (e) = ८०% होईल?
उच्च तापमान = २,००० केल्विन
योग्य उत्तर B आहे.
7. 600 K तापमानाच्या उच्च-तापमान जलाशयावर चालणाऱ्या कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता 40% आहे. कमी-तापमान जलाशय स्थिर ठेवून 75% कार्यक्षमता मिळवण्यासाठी, उच्च-तापमान जलाशयाचे तापमान ... पर्यंत वाढवावे लागेल.
अ. १,६०० के
बी. २,००० के
सी. २,४०० के
डी. ४,००० के
ई. ६,४०० के
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
जर तापमान जास्त असेल (TH) = 600 K , कार्यक्षमता (e) = 40% = 0,4
विचारले: उच्च तापमान (T) किती आहे?H) जेणेकरून कार्यक्षमता (e) = 75% = 0,75
उत्तर :
कमी तापमान = ४०० केल्विन
उच्च तापमान (T) किती आहे?H) जेणेकरून कार्यक्षमता (e) = ८०% होईल?
उच्च तापमान = २,००० केल्विन
योग्य उत्तर E आहे.
८. एका कार्नो इंजिनला ८०० केल्विन तापमानाच्या उच्च-तापमान जलाशयातून उष्णता मिळते आणि त्याची कार्यक्षमता ५०% आहे. जलाशयाचे कमी तापमान कायम ठेवून ८०% कार्यक्षमता मिळवण्यासाठी, त्या उच्च-तापमान जलाशयाचे रूपांतर... मध्ये करणे आवश्यक आहे.
अ. १,६०० के
बी. २,००० के
सी. २,४०० के
डी. ४,००० के
ई. ६,४०० के
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
जर उच्च तापमान (TH) = 800 K, तर कार्यक्षमता (e) = 50% = 0,5
प्रश्न: कार्यक्षमता (e) = 80% = 0,8 होण्यासाठी सर्वोच्च तापमान (TH) किती असावे?
उत्तर :
कमी तापमान = ४०० केल्विन
कार्यक्षमता (e) = ८०% होण्यासाठी उच्चतम तापमान (TH) किती असावे?
उच्च तापमान = २,००० केल्विन
योग्य उत्तर B आहे.
९. ६०० केल्विन तापमानाच्या उच्च-तापमान जलाशयावर चालणाऱ्या कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता ४०% आहे. कमी-तापमान जलाशय स्थिर ठेवून ७५% कार्यक्षमता मिळवण्यासाठी, उच्च-तापमान जलाशयाचे तापमान वाढवून... करावे लागेल.
अ. १,६०० के
बी. २,००० के
सी. २,४०० के
डी. ४,००० के
ई. ६,४०० के
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
जर उच्च तापमान (TH) = 600 K, तर कार्यक्षमता (e) = 40% = 0,4
प्रश्न: कार्यक्षमता (e) = 75% = 0,75 होण्यासाठी सर्वोच्च तापमान (TH) किती असावे?
उत्तर :
कमी तापमान = ४०० केल्विन
कार्यक्षमता (e) = ८०% होण्यासाठी उच्चतम तापमान (TH) किती असावे?
उच्च तापमान = २,००० केल्विन
योग्य उत्तर E आहे.
१०. १२०० केल्विन तापमानावर उष्णता शोषून घेणाऱ्या आणि ३०० केल्विन तापमानावर उष्णता बाहेर टाकणाऱ्या कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता… आहे.
चर्चा
दिकेताहुई :
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
कमी तापमान (TL) = ४०० के
विचारले : कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता (e)
उत्तर :
११. कार्नोट इंजिन ७२७ ते ७२७ या चक्रात काम करते.oसी आणि १२७oC. इंजिन एका उच्च-तापमानाच्या जलाशयातून ६००० जूल उष्णता शोषून घेते. इंजिनची कार्यक्षमता आणि एका चक्रात इंजिनने केलेले कार्य… आहे.
चर्चा
दिकेताहुई :
उच्च तापमान (टीH) = १.१३३oC + 273 = 1000 K
कमी तापमान (TL) = १.१३३oC + 273 = 400 K
शोषलेली उष्णता (Q)H) = १०,००० जूल
विचारले एका चक्रात इंजिनने केलेली कार्यक्षमता (e) आणि कार्य (W)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e QH
W = (0,6)(6000)
वॅट = ६२५ जूल
१२. कार्नोट इंजिन ५२७ च्या उच्च तापमानाच्या जलाशयात कार्य करते.oC आणि कमी तापमानाचे जलाशय १२७oC. कार्नोट इंजिन एका उष्ण जलाशयातून १०,००० जूल उष्णता शोषून घेते. प्रत्येक चक्रात इंजिनद्वारे बाहेर टाकल्या जाणाऱ्या उष्णतेचे प्रमाण… आहे.
चर्चा
दिकेताहुई :
उच्च तापमान (टीH) = १.१३३oC + 273 = 800 K
कमी तापमान (TL) = १.१३३oC + 273 = 400 K
शोषलेली उष्णता (Q)H) = १०,००० जूल
विचारले प्रत्येक चक्रात इंजिनद्वारे बाहेर टाकलेली उष्णता
उत्तर :
आदर्श उष्णता इंजिनाची (कार्नोट इंजिनाची) कार्यक्षमता:
कार्नोट इंजिनने केलेले कार्य:
W = e Q1
W = (0,5)(10.000)
वॅट = ६२५ जूल
इंजिनद्वारे प्रत्येक चक्रात उत्सर्जित होणारी उष्णता (QL) = शोषलेली उष्णता (QH) – केलेले काम (W)
QL = प्रश्नH - डब्ल्यू
QL = ४ – २
QL = ५००० जूल
इंजिनद्वारे प्रति चक्रात उत्सर्जित होणारी उष्णता = ५००० जूल
१३. खालील आलेखाच्या आधारे कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता आणि एका चक्रातील कार्य निश्चित करा...
चर्चा
दिकेताहुई :
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
कमी तापमान (TL) = ४०० के
शोषलेली उष्णता (Q)H) = १०,००० जूल
विचारले कार्नोट इंजिनने केलेली कार्यक्षमता (e) आणि कार्य (W)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e QH
W = (0,625)(1000)
वॅट = ६२५ जूल
१४. खाली दिलेला कार्नोट चक्राचा आलेख ABCDA पाहा!
आलेखातील माहितीच्या आधारे, कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता… आहे.
अ. १०%
ब. २०%
सी. २५%
डी. ३०%
ई. ३५%
चर्चा
दिकेताहुई :
सुहू कमी (टी)L) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
विचारले : कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता (e)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता:
e = (TH - टL) / टH
e = (500 – 350) / 500
e = १५० / ५००
e = 0,3
e = ३०/१०० = ३०%
योग्य उत्तर D आहे.
१५. कार्नोट इंजिनच्या खालील PV आलेखात, उच्च तापमान जलाशय ६०० K आणि कमी तापमान ४०० K आहे. जर व्यवसाय इंजिनद्वारे केले जाणारे कार्य W असेल, तर कमी तापमानात मुक्त होणारी उष्णता...
ए. डब्ल्यू
बी. २ डब्ल्यू
सी. ३ डब्ल्यू
डी. ४ डब्ल्यू
ई. ६ डब्ल्यू
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
विचारले कमी तापमानात उष्णता बाहेर पडते (Q)2)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
e = (TH - टL) / टH
e = (600 – 400) / 600
e = १५० / ५००
e = 1/3
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e Q1
वर्णन: W = यंत्राने केलेले कार्य, e = यंत्राची कार्यक्षमता, Q1 = यंत्राने शोषलेली उष्णता.
W = (1/3)(Q1)
3W = Q1
Kकमी तापमानात अलोर सोडले जाते :
Q2 = प्रश्न1 - डब्ल्यू
Q2 = ३डब्ल्यू– डब्ल्यू
Q2 = 2 डब्ल्यू
योग्य उत्तर B आहे.
१६. कार्नोट चक्राचा PV आलेख खालील आकृतीप्रमाणे दिसतो. जर उष्णता जेव्हा वातावरणात ३,००० जूल उष्णता सोडली जाते, तेव्हा प्रणालीद्वारे शोषली जाणारी उष्णता…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
ई. ८,००० ज
चर्चा
दिकेताहुई :
कमी तापमान (TL) = ४०० के
उच्च तापमान (टीH) = ४०० के
उष्णता बाहेर पडली (Q)2) = १०,००० जूल
विचारले प्रणालीद्वारे शोषलेली उष्णता (Q1)
उत्तर :
कार्नोट इंजिनची कार्यक्षमता :
e = (TH - टL) / टH
e = (800 – 500) /8600
e = १५० / ५००
e = 3/8
कार्नोट इंजिनद्वारे केलेले कार्य :
W = e Q1
W = (3/8)(Q1)
८ वॅट/३ = क्यू1
Q2 = प्रश्न1 - डब्ल्यू
Q2 = 8W/3 – 3W/3
Q2 = ५ वॅट/३
3Q2 = 5 डब्ल्यू
W = 3Q2/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
Kअलोर प्रणालीद्वारे शोषले गेले :
Q1 = प + प्र2 = १८०० + ३००० = ४८०० जूल
योग्य उत्तर C आहे.
प्रश्नाचा स्रोत:
वरिष्ठ माध्यमिक/व्यावसायिक उच्च माध्यमिक शाळेसाठी राष्ट्रीय परीक्षेतील भौतिकशास्त्राचे प्रश्न
