Работа и КПД тепловых двигателей
1. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ объемом V= 2 дм³ при давлении p=0,2 МПа. При медленном нагревании
1. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ объемом V= 2 дм³ при давлении p=0,2 МПа. При медленном нагревании газ расширяется до объёма 2V. Найдите работу A, выполненную газом, предполагая, что его давление p в процессе расширения остается постоянным. Ответ выразите в кДж и округлите до десятых.
2. Тепловой двигатель работает по циклу, в котором совершенная им работа А в a = 1,5 раза больше количества теплоты Qх, переданного холодильнику за то же время. Найдите КПД этого двигателя и округлите результат до целого числа процентов. Чему равно отношение количества теплоты Qн, полученного от нагревателя, к количеству теплоты Qх, переданного холодильнику?
2. Тепловой двигатель работает по циклу, в котором совершенная им работа А в a = 1,5 раза больше количества теплоты Qх, переданного холодильнику за то же время. Найдите КПД этого двигателя и округлите результат до целого числа процентов. Чему равно отношение количества теплоты Qн, полученного от нагревателя, к количеству теплоты Qх, переданного холодильнику?
11.12.2023 00:37
Написать свой ответ:
Объяснение:
1. Работа газа (A), совершаемая в процессе расширения, вычисляется по формуле A = p * (V2 - V1), где p - давление газа, V2 и V1 - объемы газа до и после расширения соответственно. В данной задаче газ расширяется от объема V до 2V, поэтому V1 = V, V2 = 2V. Подставляя значения в формулу, получим A = p * (2V - V) = pV.
2. КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется по формуле КПД = (A - Qх) / A * 100%, где A - работа двигателя, Qх - количество теплоты, переданное холодильнику. В задаче дано, что A = 1.5 * Qх. Подставим это значение в формулу КПД и получим КПД = (1.5Qх - Qх) / (1.5Qх) * 100% = 0.5Qх / 1.5Qх * 100% = 33.33%.
Пример использования:
1. Решим первую задачу. У нас V = 2 дм³ и p = 0.2 МПа. Подставим значения в формулу: A = pV = 0.2 МПа * 2 дм³ = 0.4 МПа * дм³. Ответ: A = 0.4 МПа * дм³ ≈ 0.4 кДж.
2. Теперь решим вторую задачу. Дано, что A = 1.5 * Qх. Значит, КПД = (1.5Qх - Qх) / (1.5Qх) * 100% = 0.5Qх / 1.5Qх * 100% = 33.33%. Ответ: КПД = 33%.
Совет: Для лучшего понимания работы и КПД тепловых двигателей рекомендуется изучить основные принципы термодинамики, такие как закон сохранения энергии и закон сохранения массы. Также полезно ознакомиться с различными типами циклов, такими как цикл Карно или цикл Джоуля-Томсона.
Упражнение: Найдите работу и КПД, если в первой задаче объем V = 1 дм³, давление p = 0.3 МПа, а во второй задаче A = 200 Дж, Qх = 100 Дж. Ответ округлите до трёх знаков после запятой и выразите КПД в процентах.