Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

31
полн
полезн
1
А
А
.
КПД идеальной паровой машины:
1
21
2
Т
ТТ
.
Ответ:
1
=20%;
2
=30%.
5.4 В тепловой машине, работающей по циклу Карно, в качестве рабочего те-
ла используется многоатомный идеальный газ. При этом в процессе адиа-
батного расширения объем газа увеличивается в n=4 раза. Определить
КПД цикла. (Ответ: 36,7%).
5.5 Холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает
тепло от холодильника с водой при температуре t
2
=0
0
С кипятильнику с
водой при температуре t
1
=100
0
С. Какую массу m
2
воды нужно заморо-
зить в холодильнике, чтобы превратить в пар массу m
1
=1кг воды в кипя-
тильнике?
Дано: Т
1
=373К; Т
2
=273К; m
1
=1кг; r=2,25·10
6
Дж/кг;
=3,35·10
5
Дж/кг.
Найти: m
2
.
Решение
Количество теплоты Q
1
, необходимое для испарения массы m
1
воды в
кипятильнике найдем по формуле:
11
mrQ
, (1)
где r – удельная теплота испарения воды.
Количество теплоты Q
2
, отнятое у холодильника (отданной рабоче-
му телу при замерзании воды):
22
mλQ
, (2)
где
– удельная теплота плавления льда.
КПД идеальной тепловой машины:
.
1
21
1
12
Q
QQ
Т
ТТ
(3)
Из выражения (3) находим:
1
2
12
T
T
QQ
. (4)
Подставив в (4) выражения (1) и (2), получим:
кг 92,4
3731035,3
2731025,21
Т
Тrm
m
5
6
1
21
2
.
Ответ: m
4,92кг.
5.6 Для идеальной холодильной машины, работающей по обратному циклу
Карно, за один цикл необходимо совершить работу А=3,3·10
4
Дж. При этом
она получает тепло от тела с температурой –10
0
С и отдает тепло телу с 
                                         Аполезн
                                  1            .
                                          Аполн
    КПД идеальной паровой машины:
                                         Т1  Т 2
                                  2             .
                                           Т1
    Ответ:1 =20%; 2 =30%.
5.4 В тепловой машине, работающей по циклу Карно, в качестве рабочего те-
    ла используется многоатомный идеальный газ. При этом в процессе адиа-
    батного расширения объем газа увеличивается в n=4 раза. Определить
    КПД цикла. (Ответ: 36,7%).
5.5 Холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает
    тепло от холодильника с водой при температуре t2=00С кипятильнику с
    водой при температуре t1=1000С. Какую массу m2 воды нужно заморо-
    зить в холодильнике, чтобы превратить в пар массу m1=1кг воды в кипя-
    тильнике?
    Дано: Т1=373К; Т2=273К; m1=1кг; r=2,25·106 Дж/кг; =3,35·105 Дж/кг.
    Найти: m2.
                                 Решение
         Количество теплоты Q1, необходимое для испарения массы m1 воды в
    кипятильнике найдем по формуле:
                                      Q1  r  m1 ,                           (1)
     где r – удельная теплота испарения воды.
         Количество теплоты Q2, отнятое у холодильника (отданной рабоче-
    му телу при замерзании воды):
                                      Q2  λ  m2 ,                          (2)
     где  – удельная теплота плавления льда.
    КПД идеальной тепловой машины:
                                  Т Т          Q  Q2
                              2 1 1                      .                (3)
                                      Т1            Q1
    Из выражения (3) находим:
                                                 T
                                      Q2  Q1 2 .                            (4)
                                                 T1
    Подставив в (4) выражения (1) и (2), получим:
                             m1  r  Т 2 1  2 ,25  106  273
                        m2                                     4 ,92 кг .
                                Т1         3,35  10 5  373
    Ответ: m  4,92кг.
5.6 Для идеальной холодильной машины, работающей по обратному циклу
    Карно, за один цикл необходимо совершить работу А=3,3·104Дж. При этом
    она получает тепло от тела с температурой –100С и отдает тепло телу с
                                                                              31

Страницы