Намунаи муҳаррики гармӣ (татбиқи қонуни дуюми термодинамика)

9 Намунаҳои мушкилоти муҳаррики гармӣ (татбиқи қонуни дуюми термодинамика)

1. Дар як давр, муҳаррик 3000 Ҷоул гармиро аз зарфи дорои ҳарорати баланд ҷаббида мегирад ва 1000 Ҷоул гармиро ба зарфи дорои ҳарорати паст интиқол медиҳад. Самаранокии муҳаррики гармиро муайян кунед!

Пембахасан
Муҳаррики гармӣ Истилоҳи "карно" дар саволҳои ин саҳифа бо муҳаррики Карно яксон нест. Муҳаррики Карно як муҳаррики гармии идеалӣ аст ва танҳо аз ҷиҳати назариявӣ вуҷуд дорад. Баръакс, муҳаррики гармие, ки дар ин савол зикр шудааст, як муҳаррики гармии воқеӣ аст, на муҳаррики гармии назариявӣ (муҳаррики Карно).
Рӯшан аст :
Гармии ҷаббидашуда (Q)_H) = 3000 Ҷоул
Гармии ҷудошуда (Q)_L) = 1000 Ҷоул
Коре, ки мошин истеҳсол кардааст (W) = 3000 – 1000 = 2000 Ҷоул
Пурсида шуд Самаранокии муҳаррики гармӣ (e)
Ҷавоб :

2. Муҳаррики гармӣ дар як давра 2000 Ҷоул кор истеҳсол мекунад ва 500 Ҷоул гармиро рад мекунад. Самаранокии муҳаррик… аст.

Пембахасан
Рӯшан аст :
Коре, ки мошин истеҳсол мекунад (W) = 2000 Ҷоул
Гармии ҷудошуда (Q)_L) = 5000 Ҷоул
Гармии ҷаббидашуда (Q)_H) = 2000 + 5000 = 7000 Ҷоул
Пурсида шуд Самаранокии муҳаррики гармӣ (e)
Ҷавоб :

3. Коэффитсиенти самаранокии муҳаррики мошин 30% аст. Агар муҳаррик дар як давра 10.000 Ҷоул кор истеҳсол кунад, муҳаррик дар як давра чӣ қадар гармиро рад мекунад?
Пембахасан
Рӯшан аст :
Самаранокӣ (e) = 30% = 30/100 = 0,3
Коре, ки мошин истеҳсол мекунад (W) = 3000 Ҷоул
Пурсида шуд Гармие, ки муҳаррик дар ҳар як давра пароканда мекунад (Q_L)
Ҷавоб :
Гармии ҷаббидашударо ҳисоб кунед (Q)_H) бо истифода аз формулаи самаранокии (e)-и муҳаррики гармӣ:
Гармии дар як давра парокандашуда (Q)_L) = гармии фурӯ бурдашуда (Q_H) – кори тавлидшуда (Вт)
Q_L = 10.000 Ҷоул – 3000 Ҷоул
Q_L = 7000 Ҷоул

Самаранокии муҳаррикҳои гармӣ, муҳаррикҳои Карно

4. Муҳаррики гармӣ 3.000 Ҷоул гармиро аз зарфи дорои ҳарорати баланд ҷаббида, 2.400 Ҷоулро ба зарфи дорои ҳарорати паст мепартояд. Самаранокии муҳаррик … аст.
А. 10%
Б. 15%
C. 20%
D. 30%
E. 40%
Муҳокима:
Рӯшан аст :
Q_H = 3000 Ҷоул, Q_L = 2400 Ҷоул.
Пурсида шуд :
Самаранокии (д)-и муҳаррики гармӣ?
Ҷавоб :
Ҷавоби дуруст C аст.

5. Муҳаррики Карно дорои зарфи ҳарорати баланд 300 мебошад ^oC ва обанбори ҳарорати паст 80 ^oC. Самаранокии мошин… аст.
А. 38%
Б. 45%
C. 50%
D. 58%
E. 67%
Муҳокима:
Рӯшан аст :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
Агар ҳарорат дар воҳидҳои Селсий маълум бошад, онро бояд ба воҳидҳои Келвин табдил дод (Келвин Системаи байналмилалии воҳидҳои ҳарорат аст).
Пурсида шуд :
Самаранокии (д)-и муҳаррики Карно?
Ҷавоб :

Ҷавоби дуруст А аст.

6. Ҳарорати баланди зарфи муҳаррики Карно 600 К ва самаранокии он 60% аст. Барои ба даст овардани самаранокии 70%, ҳарорати баланди зарфи муҳаррики Карно бояд...
А. 500 К
Б. 800 К
C. 1000 K
D. 1200 K
Шарқӣ 1500 K
Муҳокима:
Рӯшан аст :
Маълумоти 1: Т_H = 600 К, e = 60%
Маълумоти 2: Т_H = …. K?, e = 70 %
Пурсида шуд :
Ҳарорати баланд (T)_H)
Ҷавоб :
Барои ҳисоб кардани ҳарорати паст (T) аз маълумоти 1 истифода баред._L).
Т-ро истифода баред_L ва маълумоти 2 барои ҳисоб кардани ҳарорати баланд (T_H):
Барои ноил шудан ба самаранокии 70%, ҳарорати баланд = 800 Келвин.
Ҷавоби дуруст Б аст.

7. Ба графики PV-и муҳаррики Карно дар зер нигаред. Агар W = 5000 Ҷоул бошад, пас миқдори гармие, ки муҳаррик дар як давра хориҷ мекунад...
А. 2.315 Ҷоул
Б. 3.475 Ҷоул
C. 3.750 Ҷоул
D. 5.000 Ҷоул
E. 5.600 Ҷоул

Муҳокима:
Рӯшан аст :
W = 5000 Ҷоул
T_H = 780 К
T_L = 320 К
Пурсида шуд :
Q₂ ?
Ҷавоб :
Самаранокии муҳаррики Карно:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
Танҳо 59% гармӣ барои иҷрои кор истифода мешавад. Аз ин маълумот барои ҳисоб кардани гармии аз ҷониби муҳаррики Карно ҷаббидашуда истифода баред (Q₁).
(0,59)(Q)₁) = 5000 Ҷоул
Q₁ = 5000 Ҷоул/0,59 = 8475 Ҷоул
Миқдори гармии аз ҷониби муҳаррик ҷаббидашаванда 8475 Ҷоул аст.
Миқдори гармие, ки муҳаррик дар як давра хориҷ мекунад:
W = Q₁ – С₂
5000 Ҷоул = 8475 Ҷоул – Q₂
Q₂ = 8475 Ҷоул – 5000 Ҷоул
Q₂ = 3475 Ҷоул
Ҷавоби дуруст Б аст.

8. Ба диаграммаи фотоэлектрикии муҳаррики Карно дар зер нигаред! Агар гармии ҷаббидашуда (Q₁) = 8000 Ҷоул, пас кори анҷомдодаи муҳаррики Карно ин аст…
А. 1640 Ҷ
Б. 4720 Ҷ
C. 5640 J
D. 6270 J
E. 8840 J

Муҳокима:
Рӯшан аст :
Q₁ = 8000 Ҷ
T_H = 820 К
T_L = 380 К
Пурсида шуд :
В?
Ҷавоб :
Самаранокии муҳаррики Карно:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
Танҳо 54% ​​гармӣ барои иҷрои кор сарф мешавад. Аз ин маълумот барои ҳисоб кардани кори анҷомдодаи муҳаррики Карно (W) истифода баред.
(0,59)(8000) = 4720 Ҷоул
Коре, ки муҳаррики Карно анҷом дод, 4720 Ҷоулро ташкил дод.
Ҷавоби дуруст Б аст.

9. Муҳаррики Карно байни зарфи гармии 520 кор мекунад ^oC ва зарфи хунук 110 ^oC. Агар дастгоҳ 3000 Ҷоул гармиро аз зарфи гарм фурӯ барад, пас миқдори гармии аз дастгоҳ радшуда...
A. 450 ҷоул
B. 800 ҷоул
C. 1000 дақиқа
D. 1200 ҷоул
E. 1440 ҷоул
Муҳокима:
Рӯшан аст :
T_H = 520 + 273 = 793 K
T_L = 110 + 273 = 383 K
Q₁ = 3000 Ҷ
Пурсида шуд :
Q₂ = … ?
Ҷавоб :
Самаранокии муҳаррики Карно:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Ин маълумотро барои ҳисоб кардани кори анҷомдодашудаи муҳаррик (W) истифода баред.
(0,52)(3000) = 1560 Ҷоул
Коре, ки мошин анҷом медиҳад, 1560 Ҷоул аст.
Миқдори гармии аз ҷониби муҳаррик хориҷшуда:
Q₂ = 3000 Ҷоул – 1560 Ҷоул
Q₂ = 1440 Ҷоул
Гармии аз ҷониби муҳаррик ҷудошуда 1440 Ҷоул аст.