ביישפּיל פון אַ קאַרנאָט מאָטאָר – אַן אידעאַלער היץ מאָטאָר (אַפּליקאַציע פון ​​דעם צווייטן געזעץ פון טערמאָדינאַמיק)

16 ביישפילן פון קאַרנאָט מאָטאָרן – אידעאַלע היץ מאָטאָרן (אַפּליקאַציע פון ​​דעם צווייטן געזעץ פון טערמאָדִינאַמיק)

1. קוקט אויף די P-V גראַפיק פון די קאַרנאָט מאָטאָר אויף דער זייט! אויב די היץ אַבזאָרבירט (Q1 ₎ = 10.000 דזשולס, דעמאָלט די סומע פון ​​אַרבעט געטאן דורך די קאַרנאָט מאָטאָר איז...

א. 1.500 דזש.

ב. 4.000 דזש.

C. 5.000 J

ד. 6.000 דזש.

ע. 8.000 י

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז :

נידעריקע טעמפּעראַטור (ט₂) = 400 ק

הויכע טעמפּעראַטור (ט₁) = 800 ק

היץ אַבזאָרבירט (Q1 ₎ = 10.000 דזשולס

געזוכט : ארבעט פראדוצירט דורך די קארנאט מאטאר (W)

ענטפער :

עפעקטיווקייט פון אן אידעאלן היץ מאטאר (קארנאט מאטאר):

ארבעט געטאן דורך די קארנאט מאטאר:

W = e Q ₁

W = (1/2)(10.000) = 5000 דזשולס

די ריכטיגע ענטפער איז C.

2. קוק אויף דעם בילד אויף דער זייט! די סומע ארבעט וואס דער מאטאר טוט אין איין ציקל איז...

א. 300 דזש.

ב. 400 דזש.

C. 500 J

ד. 600 דזש.

ע. 700 י

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

נידעריקע טעמפּעראַטור (TL ₎ = 400 K

הויכע טעמפּעראַטור (TH ₎ = 600 K

היץ אַבזאָרבירט (Q1 ₎ = 600 דזשולס

געזוכט : ארבעט פראדוצירט דורך די קארנאט מאטאר (W)

ענטפער:

עפעקטיווקייט פון אן אידעאלן היץ מאטאר (קארנאט מאטאר):

ארבעט געטאן דורך די קארנאט מאטאר:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 דזשולס

די ריכטיקע ענטפער איז E.

3. קוקט אויף די קאַרנאָט ציקל גראַפיק ABCDA אונטן! באַזירט אויף די דאַטן אין דער גראַפיק, איז די עפעקטיווקייט פון די קאַרנאָט מאָטאָר...

א. 10%

ב. 20%

בערך 25%

ד. 30%

E. 35%

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז :

נידעריקע טעמפּעראַטור (TL ₎ = 350 K

הויכע טעמפּעראַטור (TH ₎ = 500 K

פראגע : קארנאט מאטאר עפעקטיווקייט (e)

ענטפער :

קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט:

e = (טה _– טה ₎ / _טה

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

E = 0,3

e = 30/100 = 30%

די ריכטיגע ענטפער איז ד.

4. אין דער פאלגנדער PV גראַפיק פון דעם קאַרנאָט מאָטאָר, איז דער הויך טעמפּעראַטור רעזערוואַר 600 K און די נידעריקע טעמפּעראַטור איז 400 K. אויב די אַרבעט געטאָן דורך דעם מאָטאָר איז W, דאַן איז די היץ באַפרייט ביי דער נידעריקער טעמפּעראַטור...

א. וו.

ב. 2 וו

C. 3 W

ד. 4 מערב

מזרח 6 מערב

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז :

נידעריקע טעמפּעראַטור (TL ₎ = 400 K

הויכע טעמפּעראַטור (TH ₎ = 600 K

געפרעגט היץ ארויסגעלאָזט ביי נידעריקער טעמפּעראַטור (Q₂)

ענטפער :

קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :

e = (טה _– טה ₎ / _טה

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :

W = e Q ₁

באַשרייַבונג: W = אַרבעט געטאָן דורך דער מאַשין, e = מאַשין עפעקטיווקייט, Q₁ = היץ אַבזאָרבירט דורך די מאַשין.

W = (1/3)( _Q1 )

3W = Q ₁

היץ ארויסגעלאָזט ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן :

Q₂ =Q₁ - וו

Q₂ = 3W – W

Q₂ = 2W

די ריכטיגע ענטפער איז ב.

5. דער PV גראַפיק פון אַ קאַרנאָט ציקל זעט אויס ווי די פאלגענדע פיגור. אויב 3.000 דזשולס היץ ווערן באפרייט צו דער סביבה, דאַן איז די היץ וואָס ווערט אַבזאָרבירט דורך דער סיסטעם...

א. 3.000 דזש.

ב. 4.000 דזש.

C. 4.800 J

ד. 6.000 דזש.

ע. 8.000 י

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז :

נידעריקע טעמפּעראַטור (TL ₎ = 500 K

הויכע טעמפּעראַטור (TH ₎ = 800 K

היץ ארויסגעלאָזט (Q₂) = 3000 דזשול

געפרעגט היץ אַבזאָרבירט דורך די סיסטעם (Q₁)

ענטפער :

קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :

e = (טה _– טה ₎ / _טה

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :

W = e Q ₁

W = (3/8)( _Q1 )

8W/3 = ק₁

ק ₂ = ק ₁ – וו

Q₂ = 8W/3 – 3W/3

ק ₂ = 5W/3

3Q₂ = 5W

וו = 3 ק ₂ / 5 = 3 (3000) / 5 = 9000/5 = 1800

היץ אַבזאָרבירט דורך די סיסטעם :

ק ₁ = וו + ק ₂ = 1800 + 3000 = 4800 דזשולס

די ריכטיגע ענטפער איז C.

6. א קאַרנאָט מאָטאָר באַקומט היץ פֿון אַ הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ביי 800 קעלווין און האט אַן עפֿיקאַסי פֿון 50%. כּדי צו דערגרייכן 80% עפֿיקאַסי בשעת מען האַלט דעם נידעריק-טעמפּעראַטור רעזערוואַר קאָנסטאַנט, מוז דער הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ווערן פֿאַרוואַנדלט אין...

א. 1.600 ק

ב. 2.000 ק.

בערך 2.400 ק.

ד. 4.000 ק

מזרח 6.400 ק.

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

אויב די טעמפּעראַטור איז הויך (ט_H) = 800 ק, עפעקטיווקייט (e) = 50% = 0,5

געפרעגט: וואָס איז די הויך טעמפּעראַטור (ט_H) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 80% = 0,8

ענטפער:

נידעריקע טעמפּעראַטור = 400 קעלווין

וואָס איז די הויך טעמפּעראַטור (ט_H) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 80%?

הויכע טעמפּעראַטור = 2.000 קעלווין

די ריכטיגע ענטפער איז ב.

7. א קאַרנאָט מאָטאָר וואָס אַרבעט אויף אַ הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ביי 600 קעלווין האט אַן עפעקטיווקייט פון 40%. כּדי צו דערגרייכן 75% עפעקטיווקייט מיט דער נידעריק-טעמפּעראַטור רעזערוואַר קאָנסטאַנט, מוז דער הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ווערן געוואקסן צו….

א. 480 ק

ב. 840 ק.

בערך 900 ק.

ד. 1028 ק

מזרח 1440 ק.

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

אויב די טעמפּעראַטור איז הויך (ט_H) = 600 ק, עפעקטיווקייט (e) = 40% = 0,4

געפרעגט: וואָס איז די הויך טעמפּעראַטור (ט_H) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 75% = 0,75

ענטפער:

נידעריקע טעמפּעראַטור = 360 קעלווין

וואָס איז די הויך טעמפּעראַטור (ט_H) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 75%?

הויכע טעמפּעראַטור = 1440 קעלווין

די ריכטיקע ענטפער איז E.

8. א קאַרנאָט מאָטאָר באַקומט היץ פֿון אַ הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ביי 800 ק און האט אַן עפֿיקאַציע פֿון 50%. כּדי צו דערגרייכן 80% עפֿיקאַציע בשעת מען האַלט די נידעריקע רעזערוואַר טעמפּעראַטור, מוז דער הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ווערן פֿאַרוואַנדלט אין….

א. 1.600 ק
ב. 2.000 ק.
בערך 2.400 ק.
ד. 4.000 ק
מזרח 6.400 ק.

דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
אויב די הויכע טעמפּעראַטור (TH) = 800 K, די עפעקטיווקייט (e) = 50% = 0,5
פראגע: וואס איז די העכסטע טעמפעראטור (TH) אזוי אז עפעקטיווקייט (e) = 80% = 0,8
ענטפער:
נידעריקע טעמפּעראַטור = 400 קעלווין

וואָס איז די הויכע טעמפּעראַטור (TH) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 80%?
הויכע טעמפּעראַטור = 2.000 קעלווין
די ריכטיגע ענטפער איז ב.

9. א קאַרנאָט מאָטאָר וואָס אַרבעט אויף אַ הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר ביי 600 ק האט אַן עפעקטיווקייט פון 40%. כּדי צו דערגרייכן 75% עפעקטיווקייט מיטן נידעריק-טעמפּעראַטור רעזערוואַר וואָס בלייבט קאָנסטאַנט, מוז מען פאַרגרעסערן דעם הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר צו….

א. 480 ק
ב. 840 ק.
בערך 900 ק.
ד. 1028 ק
מזרח 1440 ק.

דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
אויב די הויכע טעמפּעראַטור (TH) = 600 K, די עפעקטיווקייט (e) = 40% = 0,4
פראגע: וואס איז די העכסטע טעמפעראטור (TH) אזוי אז עפעקטיווקייט (e) = 75% = 0,75
ענטפער:
נידעריקע טעמפּעראַטור = 360 קעלווין

וואָס איז די הויכע טעמפּעראַטור (TH) אַזוי אַז עפֿיקאַסי (e) = 75%?
הויכע טעמפּעראַטור = 1440 קעלווין
די ריכטיקע ענטפער איז E.

10. די עפעקטיווקייט פון א קארנאט מאטאר וואס אבזארבירט היץ ביי א טעמפעראטור פון 1200 קעלווין און אפווארפט היץ ביי א טעמפעראטור פון 300 קעלווין איז...

דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 1200 ק
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 300 ק
געפרעגט קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט (e)
דזשאַוואַב :
11. א קאַרנאָט מאָטאָר אַרבעט אין אַ ציקל צווישן 727^o127 פון סי^oC. דער מאָטאָר אַבזאָרבירט 6000 דזשולס היץ פֿון אַ הויך-טעמפּעראַטור רעזערוואַר. די עפֿעקטיווקייט פֿון מאָטאָר און די אַרבעט וואָס דער מאָטאָר טוט אין איין ציקל זענען...

דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 727^oC + 273 = 1000 ק
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 127^oC + 273 = 400 ק
היץ אַבזאָרבירט (Q_H) = 6000 דזשול
געפרעגט עפעקטיווקייט (e) און ארבעט (W) געטאן דורך דעם מאטאר אין איין ציקל
דזשאַוואַב :
קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :
אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :
וו = ע ק_H
וו = (0,6)(6000)
וו = 3600 דזשול

12. א קאַרנאָט מאָטאָר אַרבעט צווישן אַ הויך טעמפּעראַטור רעזערוואַר פון 527^oC און נידעריק טעמפּעראַטור רעזערוואַר 127^oC. דער קאַרנאָט מאָטאָר אַבזאָרבירט 10.000 דזשולס היץ פֿון אַ הייסן רעזערוואַר. די מאָס היץ וואָס דער מאָטאָר אָפּוואַרפֿט אין יעדן ציקל איז...
דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 527^oC + 273 = 800 ק
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 127^oC + 273 = 400 ק
היץ אַבזאָרבירט (Q_H) = 10.000 דזשול
געפרעגט היץ אפגעוואָרפן דורך דעם מאָטאָר פּער ציקל
דזשאַוואַב :
עפעקטיווקייט פון אן אידעאלן היץ מאטאר (קארנאט מאטאר):
ארבעט געטאן דורך די קארנאט מאטאר:
וו = ע ק₁
וו = (0,5)(10.000)
וו = 5000 דזשול
די היץ ארויסגעלאָזט דורך דעם מאָטאָר פּער ציקל (Q_L) = היץ אַבזאָרבירט (Q_H) – געטאָן אַרבעט (W)
Q_L =Q_H - וו
Q_L = 10.000 - 5000
Q_L = 5000 דזשולס
היץ פארשפרייט דורך דעם מאטאר פער ציקל = 5000 דזשולס

13. באַשטימט די עפעקטיווקייט און אַרבעט געטאָן דורך דעם קאַרנאָט מאָטאָר אין איין ציקל באַזירט אויף דער גראַפיק אונטן...
דיסקוסיע

עס איז באקאנט :
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 800 ק
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 300 ק
היץ אַבזאָרבירט (Q_H) = 1000 דזשול
געפרעגט עפעקטיווקייט (e) און ארבעט (W) געטאן דורך דעם קארנאט מאטאר
דזשאַוואַב :
קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :
אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :
וו = ע ק_H
וו = (0,625)(1000)
וו = 625 דזשול

14. קוקט אויף די קאַרנאָט ציקל גראַפיק ABCDA אונטן!
באַזירט אויף די דאַטן אין דער גראַפיק, איז די עפעקטיווקייט פון די קאַרנאָט מאָטאָר...

א. 10%
ב. 20%
בערך 25%
ד. 30%
E. 35%

דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
סוהו נידעריק (ט_L) = 350 ק
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 500 ק
געפרעגט קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט (e)
דזשאַוואַב :

קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט:
e = (ט_H - ה_L) / ט_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
E = 0,3
e = 30/100 = 30%
די ריכטיגע ענטפער איז ד.

15. אין דער פאלגנדער PV גראַפיק פון דעם קאַרנאָט מאָטאָר, איז דער הויך טעמפּעראַטור רעזערוואַר 600 K און די נידעריק טעמפּעראַטור איז 400 K. אויב געשעפט געטאן דורך די מאָטאָר איז W, דעמאָלט די היץ באפרייט ביי נידעריק טעמפּעראַטור איז ...

א. וו.
ב. 2 וו
C. 3 W
ד. 4 מערב
מזרח 6 מערב

דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 400 ק
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 600 ק
געפרעגט היץ ארויסגעלאָזט ביי נידעריקער טעמפּעראַטור (Q₂)
דזשאַוואַב :
קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :
e = (ט_H - ה_L) / ט_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :
וו = ע ק₁
באַשרייַבונג: W = אַרבעט געטאָן דורך דער מאַשין, e = מאַשין עפעקטיווקייט, Q₁ = היץ אַבזאָרבירט דורך די מאַשין.
וו = (1/3)(ק₁)
3W = Q₁
Kאַלאָר ווערט באַפרייט ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן :
Q₂ =Q₁ - וו
Q₂ = 3W–W
Q₂ = 2W
די ריכטיגע ענטפער איז ב.

16. די PV גראַף פון אַ קאַרנאָט ציקל זעט אויס ווי די פאלגענדע פיגור. אויב היץ וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט אין דער סביבה 3.000 דזשולס, דאַן איז די היץ אַבזאָרבירט דורך דער סיסטעם...
א. 3.000 דזש.
ב. 4.000 דזש.
C. 4.800 J
ד. 6.000 דזש.
ע. 8.000 י
דיסקוסיע
עס איז באקאנט :
נידעריקע טעמפּעראַטור (ט_L) = 500 ק
הויכע טעמפּעראַטור (ט_H) = 800 ק
היץ ארויסגעלאָזט (Q₂) = 3000 דזשול
געפרעגט היץ אַבזאָרבירט דורך די סיסטעם (Q₁)
דזשאַוואַב :
קאַרנאָט מאָטאָר עפעקטיווקייט :
e = (ט_H - ה_L) / ט_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
אַרבעט געטאָן דורך אַ קאַרנאָט מאָטאָר :
וו = ע ק₁
וו = (3/8)(ק₁)
8W/3 = ק₁
 
Q₂ =Q₁ - וו
Q₂ = 8W/3 – 3W/3
Q₂ = 5W/3
3Q₂ = 5W
וו = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
Kאַלאָר אַבזאָרבירט דורך די סיסטעם :
Q₁ = וו + ק₂ = 1800 + 3000 = 4800 דזשול
די ריכטיגע ענטפער איז C.

פֿראַגע מקור:

נאציאנאלע עקזאמען פיזיק פראגן פאר עלטערע הויכשול/פאַכמאַן הויכשול