16 na Halimbawa ng mga Carnot engine – mga ideal na heat engine (paglalapat ng ikalawang batas ng termodinamika)
1. Tingnan ang P-V graph ng Carnot engine sa gilid! Kung ang init na hinihigop (Q1 ) = 10.000 joules, ang dami ng trabahong ginagawa ng Carnot engine ay…
A. 1.500 J 
B. 4.000 J
C. 5.000 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Pagtalakay
Alam na :
Mababang temperatura (T 2 ) = 400 K
Mataas na temperatura (T 1 ) = 800 K
Init na hinihigop (Q 1 ) = 10.000 Joules
Hinahanap : Trabahong nalilikha ng makinang Carnot (W)
Sagot :
Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):
Trabaho na ginawa ng makinang Carnot:
W = e Q1
W = (1/2)(10.000) = 5000 Joule
Ang tamang sagot ay C.
2. Tingnan ang larawan sa gilid! Ang dami ng trabahong ginagawa ng makina sa isang siklo ay…
A. 300 J
B. 400 J
C. 500 J
D. 600 J
E. 700 J
Pagtalakay
Alam na:
Mababang temperatura (TL ) = 400 K
Mataas na temperatura (TH ) = 600 K
Init na hinihigop (Q 1 ) = 600 Joules
Hinahanap : Trabahong nalilikha ng makinang Carnot (W)
Sagot:
Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):
Trabaho na ginawa ng makinang Carnot:
W = e Q1
W = (1/3)(600) = 200 Joule
Ang tamang sagot ay E.
3. Tingnan ang graph ng Carnot cycle na ABCDA sa ibaba! Batay sa datos sa graph, ang kahusayan ng Carnot engine ay…
A. 10% 
B. 20%
C. 25%
D. 30%
E. 35%
Pagtalakay
Alam na :
Mababang temperatura (TL ) = 350 K
Mataas na temperatura (TH ) = 500 K
Tanong : Kahusayan ng makinang Carnot (e)
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot:
e = (TH – TH ) / TH
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
Ang tamang sagot ay D.
4. Sa sumusunod na PV graph ng Carnot engine, ang reservoir na may mataas na temperatura ay 600 K at ang mababang temperatura ay 400 K. Kung ang gawaing ginagawa ng makina ay W, kung gayon ang init na inilalabas sa mababang temperatura ay...
A. W
B. 2 W
C. 3 W
D. 4 W
E. 6 W
Pagtalakay
Alam na :
Mababang temperatura (TL ) = 400 K
Mataas na temperatura (TH ) = 600 K
Tanong : Init na inilabas sa mababang temperatura ( Q2 )
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
e = (TH – TH ) / TH
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = e Q1
Paglalarawan: W = gawaing ginawa ng makina, e = kahusayan ng makina, Q1 = init na hinihigop ng makina.
W = (1/3)( Q1 )
3W = Q1
Inilabas ang init sa mababang temperatura :
Q2 = Q1 – W
Q 2 = 3W – W
Q2 = 2W
Ang tamang sagot ay B.
5. Ang PV graph ng isang Carnot cycle ay katulad ng sumusunod na pigura. Kung ang 3.000 Joules ng init ay inilalabas sa paligid, ang init na hinihigop ng sistema ay…
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Pagtalakay
Alam na :
Mababang temperatura (TL ) = 500 K
Mataas na temperatura (TH ) = 800 K
Init na inilabas (Q 2 ) = 3000 Joules
Tanong : Init na hinihigop ng sistema ( Q1 )
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
e = (TH – TH ) / TH
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = e Q1
W = (3/8)( Q1 )
8W/3 = Q1
Q2 = Q1 – W
Q2 = 8W/3 – 3W/ 3
Q2 = 5W/ 3
3Q 2 = 5W
W = 3Q 2 /5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
Init na hinihigop ng sistema :
Q1 = W + Q2 = 1800 + 3000 = 4800 Joules
Ang tamang sagot ay C.
6. Ang isang makinang Carnot ay tumatanggap ng init mula sa isang reservoir na may mataas na temperatura sa 800 K at may kahusayan na 50%. Upang makamit ang 80% na kahusayan habang pinapanatili ang mababang temperatura ng reservoir, ang reservoir na may mataas na temperatura ay dapat gawing….
A. 1.600 K
B. 2.000 K
C. 2.400 K
D. 4.000 K
E. 6.400 K
Pagtalakay
Alam na:
Kung ang mataas na temperatura (TH ) = 800 K, ang kahusayan (e) = 50% = 0,5
Tanong: Ano ang pinakamataas na temperatura (TH ) upang ang kahusayan (e) = 80% = 0,8
Sagot:
Mababang temperatura = 400 Kelvin
Ano ang mataas na temperatura (TH ) upang ang kahusayan (e) ay = 80%?
Mataas na temperatura = 2.000 Kelvin
Ang tamang sagot ay B.
7. Ang isang makinang Carnot na tumatakbo sa isang reservoir na may mataas na temperatura sa 600 K ay may kahusayan na 40%. Upang makamit ang 75% na kahusayan habang ang reservoir na may mababang temperatura ay nananatiling pare-pareho, ang reservoir na may mataas na temperatura ay dapat dagdagan sa….
A. 480 K
B. 840 K
C. 900 K
D. 1028 K
E. 1440 K
Pagtalakay
Alam na:
Kung ang mataas na temperatura (TH ) = 600 K, ang kahusayan (e) = 40% = 0,4
Tanong: Ano ang pinakamataas na temperatura (TH ) upang ang kahusayan (e) = 75% = 0,75
Sagot:
Mababang temperatura = 360 Kelvin
Ano ang mataas na temperatura (TH ) upang ang kahusayan (e) ay = 75%?
Mataas na temperatura = 1440 Kelvin
Ang tamang sagot ay E.
8. Ang isang makinang Carnot ay tumatanggap ng init mula sa isang reservoir na may mataas na temperatura sa 800 K at may kahusayan na 50%. Upang makamit ang 80% na kahusayan habang pinapanatili ang mababang temperatura ng reservoir, ang reservoir na may mataas na temperatura ay dapat gawing….
A. 1.600 K
B. 2.000 K
C. 2.400 K
D. 4.000 K
E. 6.400 K
Pagtalakay
Alam na:
Kung ang mataas na temperatura (TH) = 800 K, ang kahusayan (e) = 50% = 0,5
Tanong: Ano ang pinakamataas na temperatura (TH) upang ang kahusayan (e) = 80% = 0,8
Sagot:
Mababang temperatura = 400 Kelvin
Ano ang mataas na temperatura (TH) upang ang kahusayan (e) ay = 80%?
Mataas na temperatura = 2.000 Kelvin
Ang tamang sagot ay B.
9. Ang isang makinang Carnot na tumatakbo sa isang reservoir na may mataas na temperatura sa 600 K ay may kahusayan na 40%. Upang makamit ang 75% na kahusayan habang nananatiling pare-pareho ang reservoir na may mababang temperatura, ang reservoir na may mataas na temperatura ay dapat dagdagan sa….
A. 480 K
B. 840 K
C. 900 K
D. 1028 K
E. 1440 K
Pagtalakay
Alam na:
Kung ang mataas na temperatura (TH) = 600 K, ang kahusayan (e) = 40% = 0,4
Tanong: Ano ang pinakamataas na temperatura (TH) upang ang kahusayan (e) = 75% = 0,75
Sagot:
Mababang temperatura = 360 Kelvin
Ano ang mataas na temperatura (TH) upang ang kahusayan (e) ay = 75%?
Mataas na temperatura = 1440 Kelvin
Ang tamang sagot ay E.
10. Ang kahusayan ng isang makinang Carnot na sumisipsip ng init sa temperaturang 1200 Kelvin at tumatanggi sa init sa temperaturang 300 Kelvin ay…
Pagtalakay
Ay kilala :
Mataas na temperatura (TH) = 1200K
Mababang temperatura (TL) = 300K
Nagtanong : Kahusayan ng makinang Carnot (e)
Sagot :
11. Ang isang makinang Carnot ay gumagana sa isang siklo sa pagitan ng 727oC at 127oC. Ang makina ay sumisipsip ng 6000 Joules ng init mula sa isang reservoir na may mataas na temperatura. Ang kahusayan ng makina at ang gawaing ginagawa ng makina sa isang siklo ay…
Pagtalakay
Ay kilala :
Mataas na temperatura (TH) = 727oC + 273 = 1000 K
Mababang temperatura (TL) = 127oC + 273 = 400 K
Init na hinihigop (QH) = 6000 Joule
Nagtanong : Kahusayan (e) at trabaho (W) na ginagawa ng makina sa isang siklo
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = eQH
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Joule
12. Ang isang makinang Carnot ay gumagana sa pagitan ng isang reservoir na may mataas na temperatura na 527oC at mababang temperaturang imbakan ng tubig 127oC. Ang makinang Carnot ay sumisipsip ng 10.000 Joules ng init mula sa isang mainit na imbakan. Ang dami ng init na tinatanggihan ng makina sa bawat siklo ay…
Pagtalakay
Ay kilala :
Mataas na temperatura (TH) = 527oC + 273 = 800 K
Mababang temperatura (TL) = 127oC + 273 = 400 K
Init na hinihigop (QH) = 10.000 Joule
Nagtanong : Init na tinatanggihan ng makina bawat siklo
Sagot :
Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):
Trabaho na ginawa ng makinang Carnot:
W = eQ1
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Joule
Ang init na inilalabas ng makina kada siklo (QL) = init na hinihigop (QH) – gawaing nagawa (W)
QL = QH - W
QL = 10.000 - 5000
QL = 5000 Joule
Init na napapawi ng makina kada siklo = 5000 Joules
13. Tukuyin ang kahusayan at trabahong ginagawa ng makinang Carnot sa isang siklo batay sa graph sa ibaba...
Pagtalakay
Ay kilala :
Mataas na temperatura (TH) = 800K
Mababang temperatura (TL) = 300K
Init na hinihigop (QH) = 1000 Joule
Nagtanong : Kahusayan (e) at trabaho (W) na ginagawa ng makinang Carnot
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = eQH
W = (0,625)(1000)
W = 625 Joule
14. Tingnan ang graph ng Carnot cycle na ABCDA sa ibaba!
Batay sa datos sa graph, ang kahusayan ng Carnot engine ay…
A. 10%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
E. 35%
Pagtalakay
Ay kilala :
Suhu mababa (TL) = 350K
Mataas na temperatura (TH) = 500K
Nagtanong : Kahusayan ng makinang Carnot (e)
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot:
e = (TH - TL) / TH
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
Ang tamang sagot ay D.
15. Sa sumusunod na PV graph ng Carnot engine, ang reservoir na may mataas na temperatura ay 600 K at ang mababang temperatura ay 400 K. Kung pagsisikap Ano ang ibig sabihin ng "ang init na inilalabas sa mababang temperatura"?...
A. W
B. 2 W
C. 3 W
D. 4 W
E. 6 W
Pagtalakay
Ay kilala :
Mababang temperatura (TL) = 400K
Mataas na temperatura (TH) = 600K
Nagtanong : Init na inilalabas sa mababang temperatura (Q2)
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
e = (TH - TL) / TH
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = eQ1
Paglalarawan: W = gawaing ginawa ng makina, e = kahusayan ng makina, Q1 = init na hinihigop ng makina.
W = (1/3)(Q)1)
3W = Q1
KAng Alor ay inilalabas sa mababang temperatura :
Q2 = Q1 - W
Q2 = 3W–W
Q2 = 2W
Ang tamang sagot ay B.
16. Ang PV graph ng isang Carnot cycle ay katulad ng sumusunod na pigura. Kung init na inilalabas sa kapaligiran ng 3.000 Joules, kung gayon ang init na hinihigop ng sistema ay…
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Pagtalakay
Ay kilala :
Mababang temperatura (TL) = 500K
Mataas na temperatura (TH) = 800K
Init na inilabas (Q2) = 3000 Joule
Nagtanong : Init na hinihigop ng sistema (Q1)
Sagot :
Kahusayan ng makinang Carnot :
e = (TH - TL) / TH
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Trabahong ginawa ng isang makinang Carnot :
W = eQ1
W = (3/8)(Q)1)
8W/3 = Q1
Q2 = Q1 - W
Q2 = 8W/3 – 3W/3
Q2 = 5W/3
3Q2 = 5W
W = 3Q2/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KAlor hinihigop ng sistema :
Q1 = W + Q2 = 1800 + 3000 = 4800 Joule
Ang tamang sagot ay C.
Pinagmulan ng Tanong:
Mga Tanong sa Pisika para sa Pambansang Pagsusulit para sa Senior High School/Bokasyonal na High School
