Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo

1. Afai o le vevela e mitiia e le afi (Q ₁ ) = 10,000 Joules, o le a le galuega e faia e le afi Carnot?

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Vevela maualalo (T ₂ ) = 400 K

Vevela maualuga (T ₁ ) = 800 K

Fa'aulufalega o le vevela (Q ₁ ) = 10,000 Joules

Manaomia: Galuega na faia e le afi Carnot (W)

fofo:

Le lelei o le afi Carnot:

Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 2

galue na faia e le afi Carnot:

W = e Q ₁

W = (1/2)(10,000) = 5000 Joule

E faʻavae i luga o le kalafi o loʻo i luga, o le a le galuega e faia e le afi i se taʻamilosaga?

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Vevela maualalo (T _L ) = 400 K

Vevela maualuga (T _H ) = 600 K

Fa'aulufalega o le vevela (Q ₁ ) = 600 Joules

Manaomia: Na faia le galuega e ala i le afi Carnot (W)

Fofo:

Le lelei o le afi Carnot:

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W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 Joule

3. E faʻatatau i le kalafi o loʻo i lalo, o le a le lelei o le afi Carnot?

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Vevela maualalo (T _L ) = 350 K

Vevela maualuga (T _H ) = 500 K

Mana'omia: Le lelei o le afi Carnot (e)

Fofo:

Le lelei o le afi Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

u = 0.3

e = 30/100 = 30%

4. E faʻavae i luga o le kalafi o loʻo i lalo, o le vevela maualuga o le afi vevela e 600 K ma le vevela maualalo e 400 K. Afai o le galuega e faia e le afi o le W, o le a le vevela e maua mai ai.

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Vevela maualalo (T _L ) = 400 K

Vevela maualuga (T _H ) = 600 K

Mana'omia: vevela e alu ese mai ai (Q₂)

Fofo:

Le lelei o le afi Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Galuega na faia e le afi Carnot:

W = e Q ₁

W = galuega e faia e le afi, e = lelei o le fa'atinoga, Q1 = vevela e ulufale mai

tagai foi i le Fa'ata'amilomilo o se pi'o mafolafola - fa'agasologa o fa'afitauli ma fofo o gaioiga fa'ata'amilomilo

W = (1/3)( _Q1 )

3W = _Q1

O le vevela e maua mai:

Q ₂ = Q ₁ – W

Q₂ = 3W – W

Q₂ = 2W

5. E faʻavae i luga o le kalafi o loʻo i lalo, afai o le vevela e alu ese e 3000 Joules, o le a le vevela e alu ese mai ai.

Ua iloa:

Vevela maualalo (T_L) = 500 K Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 7

Vevela maualuga (T _H ) = 800 K

Fa'avevela e maua mai (Q)₂) = 3000 Joule

Mana'omia: Fa'aulufaleina o le vevela (Q)₁)

Fofo:

Le lelei o le afi Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Galuega na faia e le afi Carnot:

W = e Q ₁

W = (3/8)( _Q1 )

8W/3 = Q₁

Q ₂ = Q ₁ – W

Q₂ = 8W/3 – 3W/3

Q2 = 5W/ ₃

3Q₂ = 5W

W = 3Q _2/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800

Vevela e mitiia e le afi:

Q ₁ = W + Q ₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joules

6. E mitiia e le afi Carnot le vevela i le vevela maualuga e 800 Kelvin ma o le lelei o le afi Carnot e 50%. O le a le vevela maualuga e faʻateleina ai le lelei i le 80% pe afai e faʻatumauina pea le vevela maualalo.

Ua iloa:

Afai e maualuga le vevela (T_H) = 800 K , lelei (e) = 50% = 0.5

Mana'omia: Vevela maualuga (T_H) pe afai o le lelei (e) = 80% = 0.8

Fofo:

Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 8

Vevela maualalo = 400 Kelvin

O le a le vevela maualuga (T_H) afai o le lelei (e) = 80% ?

Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 9

Vevela maualuga = 2000 Kelvin

7. E galue se afi Carnot i le vevela maualuga e 600 Kelvin ma le lelei o le 40%. Afai e 75% le lelei o le afi ma e tumau pea le vevela maualalo, o le a le vevela maualuga?

Ua iloa:

Afai e maualuga le vevela (T_H) = 600 K , lelei (e) = 40% = 0.4

Mana'omia: Vevela maualuga (T_H) pe afai o le lelei (e) = 75% = 0.75

Fofo:

Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 10

Vevela maualuga (T_H) afai o le lelei (e) = 75% ? Ta'amilosaga Carnot – fa'afitauli ma fofo 11

Vevela maualuga = 1440 Kelvin

O le ā le taamilosaga a Carnot? taliO le taamilosaga Carnot o se taamilosaga thermodynamic fa'ateorē e fa'atusalia ai le taamilosaga sili ona lelei o le afi vevela e mafai ona toe fa'afo'isia. E aofia ai ni faiga isothermal se lua ma ni faiga adiabatic se lua.
Aiseā ua manatu ai o le taamilosaga Carnot o se taamilosaga lelei atoatoa? taliO le taamilosaga Carnot e manatu e sili ona lelei auā o loʻo faʻatusalia ai le tapulaʻa pito i luga o le lelei mo soʻo se afi vevela. E leai se afi moni e mafai ona sili atu lona lelei nai lo se afi Carnot o loʻo faʻagaoioia i le va o faʻaputuga vevela e lua.
O a faiga e fa i totonu o le taamilosaga a Carnot? taliO faiga e fa i le taamilosaga a Carnot o:
1. Fa'alauteleina isothermal i le vevela maualuga $T_{H}$ .
2. Fa'alauteleina adiabatic (lea e fa'amafanafana ai le faiga ma fa'amālūlūina).
3. Fa'apipi'iina o le isothermal i le vevela maualalo $T_{C}$ .
4. Fa'a'a'atic compression (lea e fa'amafanafana ai le faiga i le vevela).
Aiseā e leai ai se afi vevela moni e faʻagaoioia i le taamilosaga Carnot? taliO afi moni e iai ni gau e le toe mafai ona toe fa'afo'isia, e pei o le fete'ena'iga, ma e le mafai ona fa'atumauina le puipuiga atoatoa i le taimi o fa'agasologa adiabatic. E le gata i lea, e le talafeagai le ausia o fa'agasologa isothermal e matua lemu lava e mana'omia e le ta'amilosaga Carnot.
O le ā le lelei o le fa'aogaina o le afi Carnot? tali: Le lelei o le fa'atinoga $η$ o se afi Carnot o loʻo faʻagaoioia i le va o ni faʻaputuga vevela se lua $T_{H}$ (vevela) ma $T_{C}$ (malulu) e tuʻuina atu e: $η = 1 - T ^{C / T H}$
o fea o lo'o i ai le vevela i Kelvin.
Aiseā e lē mafai ai e se afi Carnot ona maua le 100% le lelei atoatoa? taliO le lelei o le afi Carnot e fa'alagolago i le eseesega o le vevela i le va o tane vai vevela ma tane vai malulu. Ina ia ausia le lelei atoatoa e 100%, e mana'omia le vevela o le tane vai malulu ia matua'i leai se toto (0 Kelvin), o se mea e le mafai ona ausia i le fa'atinoina.
O le ā le tāua o le mafai ona toe faʻafoʻisia le tulaga i le taʻamilosaga a Carnot? taliO le toe fa'afo'isia e fa'amautinoa ai e leai ni faiga e fa'atupuina ai le entropy, o lona uiga e mafai e le ta'amilosaga ona fa'agaoioia i le sili ona lelei. So'o se faiga e le toe fa'afo'isia o le a fa'aitiitia ai le lelei o le ta'amilosaga.
E faapefea ona fesootaʻi le taamilosaga a Carnot ma le tulafono lona lua o le thermodynamics? taliO le taamilosaga a Carnot e lagolagoina le Tulafono Lona Lua e ala i le faʻatuina o se tapulaʻa maualuga i le lelei o afi vevela. O le Tulafono Lona Lua e faʻamaonia ai e leai se afi e sili atu lona lelei nai lo se afi Carnot o loʻo faʻagaoioia i le va o vevela e lua.
Aiseā e lē mafai ai ona i ai ni faiga isothermal i faʻaoga moni i le lalolagi e pei lava ona aliali mai i le taamilosaga Carnot? taliO se faiga isothermal, e pei ona faʻaalia i le taamilosaga Carnot, e manaʻomia ai se taimi e le gata, lea e le talafeagai i faʻaoga moni. E mafua ona o le faatumauina o le tulaga isothermal, e tatau ona faia le fesiitaiga o le vevela i se taimi e matua lemu lava.
E faapefea ona fesoasoani le taamilosaga a Carnot i inisinia ma saienitisi? taliO le taamilosaga a Carnot e maua ai se faʻataʻitaʻiga faʻateorē mo le maualuga o le aoga o afi vevela. I le faʻatusatusaina o afi moni i le taamilosaga a Carnot, e mafai e inisinia ma saienitisi ona faʻailoa vaega e faʻaleleia atili ma malamalama i tapulaʻa autu o a latou mamanu.