- •Міністерство освіти і науки України
- •Загальні методичні вказівки
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Тема для самостійного вивчення:
- •Задачі для самостійного розв’язання студентами
- •Відповіді до задач
- •Приклад розв’язання задач:
- •Рішення
- •Теплова машина. Цикл Карно
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Тема для самостійного вивчення:
- •Друге начало термодинаміки. Ентропія
- •Рішення.
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Тема для самостійного вивчення:
- •Неідеальний газ. Флуктуації.
- •Рішення:
- •Рішення:
- •Тема для самостійного вивчення:
- •Тема для самостійного вивчення:
- •Елементи фізичної кінетики. Нерівноважна тд
Рішення:
К.к.д. машини визначається по формулі:
У корисну роботу перетворюються
А=Qη=1675*0.2=335 Дж.
Корисна потужність машини
N=A/t=335/1=335 Вт.
Задача 2
Теплова машина працює за оборотним циклом Карно. Температура нагрівача Т1=500 К. Визначити термічний к.к.д. η циклу й температуру Т2 охолоджувачі теплової машини, якщо за рахунок кожного кілоджоуля теплоти, отриманої від нагрівача, машина робить роботу А=350 Дж.
Рішення.
Термічний к.к.д. теплової машини, названий також коефіцієнтом використання теплоти, показує, яка частка теплоти, отриманої від нагрівача, перетворюється в механічну роботу.
Термічний к.п.буд. виражається формулою
де Q1 - теплота, отримана від нагрівача;
А - робота, зроблена робочим тілом теплової машини.
Підставивши числові значення в цю формулу, одержимо
Знаючи к.к.д. циклу, можна по формулі
визначити температуру охолоджувача Т2:
Підставивши в цю формулу отримане значення к.к.д. і температури Т1 нагрівача, одержимо
Задача 3
Парова машина потужністю Р = 14,7 кВт споживає за t = 1 год роботи масу m = 8,1 кг вугілля з питомою теплотою згоряння q = 33 МДж/кг. Температура казана t1 =200°С, температура холодильника t2 =58° С. Знайти фактичний к.к.д. машини η і зрівняти його з ккд η' ідеальної теплової машини, що працює по циклу Карно між тими ж температурами.
Рішення:
Робота, чинена паровою машиною,
Теплота, виділювана при згорянні вугілля,
Фактичний ККД машини
ККД ідеальної тепловий
Задача 4
Ідеальна теплова машина, що працює за циклом Карно, за цикл одержує від нагрівача кількість теплоти Q1 =2,512 кДж. Температура нагрівача Т1 = 400 К, температура холодильника Т2 = 300 К. Знайти роботу А , чинену машиною за один цикл, і кількість теплоти Q2, що віддається холодильнику за один цикл.
Рішення:
Робота, чинена тепловою машиною, визначається:
,
де Q1 - кількість теплоти, отримана машиною від нагрівача,
Q2 - кількість теплоти, що віддається холодильнику,
μ - ккд машини.
.
Звідси
Завдання 5
Ідеальна теплова машина працює по циклу Карно. При цьому 80% кількості теплоти, одержуваного від нагрівача, передається холодильнику. Машина одержує від нагрівача кількість теплоти
Знайти ККД циклу та роботу А, чинену за один цикл.
Рішення:
Оскільки то
За умовою, машина ідеальна, виходить,
Список літератури, що використовується для підготовки до практичної роботи:
1 |
Л.Д. Ландау, Е.М.Лифшиц Теоретическая физика.Т.5. Статистическая физика .-М.: Наука, 1976. – 584 с. |
2 |
І.М.Кучерук Загальний курс фізики. Т.1. механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка.-К. : Техніка, 1999. – 536 с. |
3 |
Г.Ф. Бушок, Є.Ф.Венгер Курс фізики. Т.1. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. -К.: Вища школа, 2002. – 375 с. |
4 |
П.П.Чолпан Фізика._К.: Вища школа, 2004. – 567 с. |
5 |
В.Л.Прокофьев, В.Ф.Дмитриева Физика.-М.: Высшая школа, 1983. – 416 с. |