Àpẹẹrẹ ẹ̀rọ ooru (lílo òfin kejì ti thermodynamics)

Àwọn àpẹẹrẹ 9 ti àwọn ìṣòro ẹ̀rọ ooru (lílo òfin kejì ti thermodynamics)

1. Nínú ìyípo kan, ẹ̀rọ kan máa ń gba 3000 Joules ti ooru láti inú ibi ìpamọ́ ooru gíga, ó sì máa ń gba 1000 Joules ti ooru sí ibi ìpamọ́ ooru kékeré. Pinnu bí ẹ̀rọ ooru náà ṣe ń ṣiṣẹ́ tó!

Ifọrọwanilẹnuwo
Ẹ̀rọ ooru Ọ̀rọ̀ náà "carnot" nínú àwọn ìbéèrè tó wà ní ojú ìwé yìí kò jọ ti ẹ̀rọ Carnot. Ẹ̀rọ Carnot jẹ́ ẹ̀rọ ooru tó dára, ó sì wà ní ti ìmọ̀-ẹ̀rọ nìkan. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, ẹ̀rọ ooru tí a tọ́ka sí nínú ìbéèrè yìí jẹ́ ẹ̀rọ ooru gidi, kì í ṣe ẹ̀rọ ooru onímọ̀-ẹ̀rọ (ẹ̀rọ Carnot).
Won ti mo :
A gba ooru (Q)_H) = 3000 Joule
Ooru ti a tu silẹ (Q)_L) = 1000 Joule
Iṣẹ́ tí ẹ̀rọ náà ṣe (W) = 3000 – 1000 = 2000 Joules
Ti a beere : Lilo ẹ̀rọ ooru (e)
Jawab :

2. Ẹ̀rọ ooru kan ń ṣe iṣẹ́ 2000 Joules ó sì ń kọ 500 Joules ti ooru sílẹ̀ ní ìyípo kan. Ìṣiṣẹ́ ẹ̀rọ náà jẹ́…

Ifọrọwanilẹnuwo
Won ti mo :
Iṣẹ́ tí ẹ̀rọ náà ṣe (W) = 2000 Joules
Ooru ti a tu silẹ (Q)_L) = 5000 Joule
A gba ooru (Q)_H) = 2000 + 5000 = 7000 Joule
Ti a beere : Lilo ẹ̀rọ ooru (e)
Jawab :

3. Ẹ̀rọ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ ní agbára ìṣiṣẹ́ tó tó 30%. Tí ẹ̀rọ náà bá ń ṣe 10.000 Joules iṣẹ́ fún gbogbo ìyípo kan, báwo ni ẹ̀rọ náà ṣe ń kọ̀ ooru fún gbogbo ìyípo kan?
Ifọrọwanilẹnuwo
Won ti mo :
Ìṣiṣẹ́ dáadáa (e) = 30% = 30/100 = 0,3
Iṣẹ́ tí ẹ̀rọ náà ṣe (W) = 3000 Joules
Ti a beere : Ooru tí ẹ̀rọ náà ń tú jáde ní gbogbo ìgbà (Q)_L)
Jawab :
Ṣíṣírò ooru tí a gbà (Q)_H) nípa lílo àgbékalẹ̀ ìṣedéédé (e) ti ẹ̀rọ ooru kan:
Ooru ti a n túká fun iyipo kan (Q)_L) = gbígbóná tí a gbà (Q_H) – iṣẹ́ tí a ṣe (W)
Q_L = 10.000 Joules – 3000 Joules
Q_L = 7000 Joule

Lilo awọn ẹrọ ooru, awọn ẹrọ Carnot

4. Ẹ̀rọ ooru kan máa ń gba 3.000 Joules ooru láti inú ibi ìpamọ́ ooru gíga, ó sì máa ń kó 2.400 Joules sínú ibi ìpamọ́ ooru kékeré. Iṣẹ́ ẹ́ńjìnnì náà…
A. 10%
B. 15%
C. 20%
D. 30%
E. 40%
Ìjíròrò:
Won ti mo :
Q_H = 3000 Joules, Q_L = 2400 Joules.
Ti a beere :
Ìṣiṣẹ́ ẹ̀rọ ooru (e)?
Jawab :
Ìdáhùn tó tọ́ ni C.

5. Ẹ̀rọ Carnot kan ní ibi ìpamọ́ ooru gíga ti 300 ^oC ati ibi ipamọ otutu kekere 80 ^oC. Lilo ẹrọ naa ni…
A. 38%
B. 45%
C. 50%
D. 58%
E. 67%
Ìjíròrò:
Won ti mo :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
Tí a bá mọ iwọn otutu ní àwọn iwọn Celsius, a gbọ́dọ̀ yípadà sí àwọn iwọn Kelvin (Kelvin ni Ètò Àgbáyé fún àwọn iwọn otutu).
Ti a beere :
Ìṣiṣẹ́ (e) ẹ̀rọ Carnot?
Jawab :

Ìdáhùn tó tọ́ ni A.

6. Iwọn otutu giga ti ibi ipamọ ẹrọ Carnot jẹ 600 K ati pe ṣiṣe rẹ jẹ 60%. Lati ṣaṣeyọri ṣiṣe 70%, iwọn otutu giga ti ibi ipamọ ẹrọ Carnot gbọdọ jẹ...
A. 500 K
B. 800 K
C. 1000 K
D. 1200 K
E. 1500 K
Ìjíròrò:
Won ti mo :
Dáta 1: T_H = 600 K, e = 60%
Dáta 2: T_H = …. K?, e = 70%
Ti a beere :
Iwọn otutu giga (T)_H)
Jawab :
Lo data 1 lati ṣe iṣiro iwọn otutu kekere (T)_L).
Lo T_L àti dátà 2 láti ṣírò iwọ̀n otútù gíga (T)_H):
Láti ṣe àṣeyọrí 70%, iwọn otutu giga = 800 Kelvin.
Ìdáhùn tó tọ́ ni B.

7. Wo àwòrán PV ti ẹ̀rọ Carnot ní ìsàlẹ̀ yìí. Tí W = 5000 Joules bá jẹ́, nígbà náà iye ooru tí ẹ̀rọ náà ń tú jáde fún gbogbo ìyípo ni...
A. 2.315 Joules
B. 3.475 Joules
C. 3.750 Joule
D. 5.000 Joule
E. 5.600 Joule

Ìjíròrò:
Won ti mo :
W = 5000 Joule
T_H = 780K
T_L = 320K
Ti a beere :
Q₂ ?
Jawab :
Lilo ẹ̀rọ Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
59% ooru nikan ni a lo lati ṣe iṣẹ. Lo data yii lati ṣe iṣiro ooru ti ẹrọ Carnot gba (Q)₁).
(0,59)(Q)₁) = 5000 Joule
Q₁ = 5000 Joules/0,59 = 8475 Joules
Iye ooru ti ẹnjini naa gba jẹ 8475 Joules.
Iye ooru ti ẹnjini naa n tu silẹ fun iyipo kan:
W = Q₁ –Q₂
5000 Joules = 8475 Joules – Q₂
Q₂ = 8475 Joules – 5000 Joules
Q₂ = 3475 Joule
Ìdáhùn tó tọ́ ni B.

8. Wo àwòrán PV ti ẹ̀rọ Carnot ní ìsàlẹ̀ yìí! Tí ooru bá gba (Q)₁) = 8000 Joules lẹ́yìn náà iṣẹ́ tí ẹ̀rọ Carnot ṣe ni…
A. 1640 J
B. 4720 J
C. 5640 J
D. 6270 J
E. 8840 J

Ìjíròrò:
Won ti mo :
Q₁ = 8000 J
T_H = 820K
T_L = 380K
Ti a beere :
W?
Jawab :
Lilo ẹ̀rọ Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
Ìdá mẹ́rìnléláàádọ́ta (54%) nínú ooru nìkan ni a lò láti ṣe iṣẹ́. Lo dátà yìí láti ṣírò iṣẹ́ tí ẹ̀rọ Carnot (W) ṣe.
(0,59)(8000) = 4720 Joules
Iṣẹ́ tí ẹ̀rọ Carnot ṣe jẹ́ 4720 Joules.
Ìdáhùn tó tọ́ ni B.

9. Ẹ̀rọ Carnot kan ń ṣiṣẹ́ láàárín ibi ìpamọ́ ooru ti 520 ^oC àti ibi ìtọ́jú omi tútù 110 ^oC. Tí ẹ̀rọ náà bá gba ooru 3000 Joules láti inú ibi ìtọ́jú ooru, nígbà náà ni iye ooru tí a kọ̀ láti inú ẹ̀rọ náà yóò...
A. 450 joules
B. 800 joules
C. 1000 ìṣẹ́jú
D. 1200 joules
E. 1440 joules
Ìjíròrò:
Won ti mo :
T_H = 520 + 273 = 793 K
T_L = 110 + 273 = 383 K
Q₁ = 3000 J
Ti a beere :
Q₂ = …?
Jawab :
Lilo ẹ̀rọ Carnot:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Lo data yii lati ṣe iṣiro iṣẹ ti ẹrọ naa ṣe (W)
(0,52)(3000) = 1560 Joules
Iṣẹ́ tí ẹ̀rọ náà ṣe jẹ́ 1560 Joules.
Iye ooru ti ẹnjini naa n tu silẹ:
Q₂ = 3000 Joules – 1560 Joules
Q₂ = 1440 Joule
Ooru ti ẹnjini naa n tu silẹ jẹ 1440 Joules.