Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Тепловые двигатели

Тепловые двигатели

Первые задачи – совсем несложные. Ну а после разминки можно что-то и посложнее решить. В этой статье сложных задач не представляю, но о них еще будет сказано, следите за свежими статьями.

Задача 1. Идеальный тепловой двигатель за часа получает от нагревателя количество теплоты кДж. Определить полезную мощность двигателя, если он отдает холодильнику количество теплоты кДж.

Так как , а мощность , то (время переведем в секунды):

   

Ответ: Вт.

Задача 2. Количество теплоты, отданное тепловым двигателем за цикл кДж, КПД двигателя % . Определить полученное от нагревателя за цикл количество теплоты.

   

   

   

   

Ответ: 1875 Дж

Задача 3. Тепловой двигатель с КПД % совершает за цикл работу Дж. Определить количество теплоты, отданное за цикл холодильнику.

   

Откуда

   

   

   

   

Ответ: 1100 Дж
Задача 4. Количество теплоты, отданное тепловым двигателем холодильнику за цикл, Дж, КПД двигателя % . Определить работу, совершаемую двигателем за цикл.

   

   

   

   

   

Ответ: 4,4 Дж

К задаче 5

Задача 5.  Идеальный газ совершает работу, изменяя свое состояние по замкнутому циклу, состоящему из двух изохор и двух изобар (рисунок). В состоянии 1 температура газа равна , в состояниях 2 и 4  температура газа . Масса газа , молярная  масса . Какую работу совершает газ за один цикл?

Работа газа будет равна площади цикла. Это можно показать так: в процессе 2-3 работа – это вся площадь прямоугольника под этой прямой. Но в процессе 4-1 газ совершает отрицательную работу, также равную численно площади под прямой 4-1 – а разность площадей указанных прямоугольников и есть площадь цикла.

   

Процесс 1-2: В состоянии 1 параметры газа . В состоянии 2 его параметры – . Так как объем неизменен, то можно записать закон Шарля:

   

   

Для состояния 1 запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

   

Из этого уравнения получим давление :

   

Тогда

Тогда .

Теперь рассмотрим процесс 4-1. Это изобарный процесс, и для него можно записать закон Гей-Люссака:

   

   

Тогда в нашу формулу для работы можно будет подставить:

   

Определяем работу:

   

   

   

Ответ: .

Для вас другие записи этой рубрики:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *