Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

- 63 -
7. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя
Т
1
=470 К, а температура холодильника Т
2
=280 К. При изотермическом рас-
ширении газ совершает работу
А=100 Дж. Определите термический КПД
цикла, а также количество теплоты
Q
1
, которое газ отдает холодильнику при
изотермическом сжатии.
[ ] (7, с. 82)
8.
Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя
Т
1
=500 К, холодильника Т
2
=300 К. Работа изотермического расшире-
ния газа составляет
А=2 кДж. Определите: 1) термический КПД цикла;
2) количество теплоты, отданное газом холодильнику при изотермиче-
ском сжатии. [1) 40%; 2) 1,2 кДж] (4, с. 104)
9.
Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя
T
1
=327 °С. Определите КПД цикла и температуру Т
2
холодильника тепло-
вой машины, если за счет
Q
1
=2 кДж теплоты, полученной от нагревателя,
машина совершает работу
А=400 Дж. [ ] (7, с. 82)
10.
Паровая машина мощности 14,7 кВт потребляет за 1 час работы 8,1 кг
угля с удельной теплотой сгорания 3,3
⋅10
7
Дж/кг. Температура котла 200
°С,
холодильника 58 °С. Найдите КПД этой машины и сравните его с КПД иде-
альной тепловой машины. [
η
≈19,8 %,
η
0
≈30 %] (6, с. 179)
11.
Покажите, что КПД тепловой машины в циклическом процессе макси-
мален, когда энтропия системы не меняется. [Для любого теплового цик-
лического процесса –
0
х
х
≥+
T
Q
T
Q
н
н
, Q
н
-Q
х
=А,
η
=А/Q
н
] (6, с. 179)
12.
Во сколько раз необходимо увеличить объем V 5 моль идеального газа
при изотермическом расширении, чтобы его энтропия увеличилась на
ΔS=57,6 Дж/К? [ ] (7, с. 82)
13.
Водород массой m=100 г (
μ
=2⋅10
-3
кг/моль) был изобарно нагрет так,
что его объем увеличился в
n=4 раза, затем водород был изохорно охлаж-
ден так, что давление его уменьшилось в
k=3 раза. Найдите изменение
энтропии в ходе указанных процессов. [ ] (7, с. 83) 
                                  - 63 -


7.   Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя
Т1=470 К, а температура холодильника Т2=280 К. При изотермическом рас-
ширении газ совершает работу А=100 Дж. Определите термический КПД
цикла, а также количество теплоты Q1, которое газ отдает холодильнику при
изотермическом сжатии. [ ] (7, с. 82)
8.   Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя
Т 1 =500 К, холодильника Т 2 =300 К. Работа изотермического расшире-
ния газа составляет А=2 кДж. Определите: 1) термический КПД цикла;
2) количество теплоты, отданное газом холодильнику при изотермиче-
ском сжатии. [1) 40%; 2) 1,2 кДж] (4, с. 104)
9.   Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя
T1=327 °С. Определите КПД цикла и температуру Т2 холодильника тепло-
вой машины, если за счет Q1=2 кДж теплоты, полученной от нагревателя,
машина совершает работу А=400 Дж. [        ] (7, с. 82)
10. Паровая машина мощности 14,7 кВт потребляет за 1 час работы 8,1 кг
угля с удельной теплотой сгорания 3,3⋅107 Дж/кг. Температура котла 200 °С,
холодильника 58 °С. Найдите КПД этой машины и сравните его с КПД иде-
альной тепловой машины. [η≈19,8 %, η0≈30 %]        (6, с. 179)
11. Покажите, что КПД тепловой машины в циклическом процессе макси-
мален, когда энтропия системы не меняется.      [Для любого теплового цик-
                       Qн Qх
лического процесса –     +   ≥ 0 , Qн-Qх=А, η=А/Qн] (6, с. 179)
                       Tн Tх

12. Во сколько раз необходимо увеличить объем V 5 моль идеального газа
при изотермическом расширении, чтобы его энтропия увеличилась на
ΔS=57,6 Дж/К? [    ] (7, с. 82)
13. Водород массой m=100 г (μ=2⋅10-3 кг/моль) был изобарно нагрет так,
что его объем увеличился в n=4 раза, затем водород был изохорно охлаж-
ден так, что давление его уменьшилось в k=3 раза. Найдите изменение
энтропии в ходе указанных процессов. [      ] (7, с. 83)

Страницы