a) Ережелердегі жылу машинасында болатын әр килоджоуль энергияның орта бөлігін анықтаңыз. b) Машиналық жұмысты пәк-і

Тема занятия: Расчеты по энергии в машинах

Разъяснение:
a) Чтобы найти среднюю часть энергии, потраченной на проезд в механическом устройстве, в нашем случае автомобиле, нам необходимо знать общую энергию, потраченную на проезд. Для этого мы можем воспользоваться формулой: Средняя энергия = Общая энергия / Расстояние. Нам нужно измерить общую энергию в килоджоулях и расстояние в километрах.

b) Для расчета работы, совершенной механическим устройством, нам нужно знать силу (F) и расстояние (d), на которое она действует. Работа (W) может быть рассчитана с использованием формулы: Работа = Сила × Расстояние. Мы должны убедиться, что сила измерена в ньютон-метрах (Н·м), расстояние измеряется в метрах (м).

c) Для определения КПД идеальной машины без потерь мы можем использовать формулу Карно: КПД = 1 - (Тхол / Тгор), где Тхол - температура холодного источника, а Тгор - температура горячего источника.

Пример:
a) В течение поездки на автомобиле было потрачено 5000 килоджоулей энергии на проезд расстояния 100 километров. Чтобы найти среднюю часть энергии, мы применяем формулу: Средняя энергия = 5000 кДж / 100 км = 50 кДж/км.

b) Если наша сила равна 100 Н и мы перемещаемся на расстояние 10 метров, то работа, совершенная механическим устройством, будет: Работа = 100 Н × 10 м = 1000 Н·м.

c) Если температура холодного источника составляет 20 °C, а температура горячего источника равна 100 °C, то КПД идеальной машины без потерь будет: КПД = 1 - (20 °C / 100 °C) = 1 - 0.2 = 0.8.

Совет: Чтобы лучше понять эти концепции, рекомендуется изучить основные принципы энергии и работы, а также изучить законы сохранения энергии и КПД идеальных машин.

Задание: Поездка на автомобиле потребовала 2500 килоджоулей энергии на проезд расстояния 50 километров. Пожалуйста, найдите среднюю часть энергии на километр.

Тема занятия: Рассчет энергии идеального и реального теплового двигателя

Инструкция:
a) Для расчета среднего значения энергии, вырабатываемой тепловой машиной, необходимо использовать формулу Карно:

,

где W - работа, Q_h - количество теплоты, получаемое от источника высокой температуры, и Q_c - количество теплоты, отдаваемое в холодное окружение.
Расчет среднего значения энергии позволяет определить эффективность работы теплового двигателя.

b) Чтобы рассчитать эффективность работы теплового двигателя, можно использовать формулу:

,

где W - работа, производимая двигателем, а Q_h - теплота, поступающая в двигатель.

c) Формула Карно для идеального теплового двигателя выглядит следующим образом:

,

где T_h - температура источника высокой температуры, а T_c - температура холодного резервуара.

Пример:
a) Предположим, что в тепловой машине получено 800 кДж теплоты от источника высокой температуры и отдано 500 кДж теплоты в холодное окружение. Для определения среднего значения энергии используем формулу:

.

b) Пусть тепловой двигатель производит 300 кДж работы, а количество теплоты, поступающей в двигатель, составляет 900 кДж. Эффективность работы двигателя рассчитывается следующим образом:

.

c) Используя формулу Карно, можно рассчитать эффективность работы идеального теплового двигателя при температуре источника высокой температуры 1000 K и температуре холодного резервуара 300 K:

.

Совет: Для лучшего понимания концепции и расчетов тепловых двигателей рекомендуется изучить основные принципы термодинамики, включая первый и второй законы термодинамики, а также формулу Карно и ее производные.

Практика: Рассчитайте эффективность работы теплового двигателя, который получает 1000 кДж теплоты от источника высокой температуры и выводит 600 кДж теплоты в холодное окружение. В качестве значения температуры источника высокой температуры используйте 500 K, а для температуры холодного резервуара - 200 K. Какова будет эффективность работы этого двигателя?