Çfarë është e barabartë me efikasiteti i ciklit kryer me një gaz monatomik ideal? Jepni përgjigjen tuaj në përqindje, të rrumbullakosura në numrin e plotë më të afërt.

Zgjidhje.

Efikasiteti i një motori ngrohjeje përcaktohet si raporti i punës së dobishme dhe nxehtësisë së transferuar në lëngun e punës për cikël: Le të përcaktojmë fillimisht punën e dobishme për cikël, në diagram kjo vlerë korrespondon me zonën e ciklit: Llogaritni nxehtësinë transferuar në gaz duke përdorur ligjin e parë të termodinamikës: Konsideroni në mënyrë të njëpasnjëshme të gjitha seksionet e ciklit. Në seksionin 1 - 2, gazi nuk funksionon, dhe ndryshimi në energjinë e tij të brendshme (duke marrë parasysh ekuacionin Clapeyron-Mendeleev) është: Meqenëse ndryshimi në energjinë e brendshme është pozitiv, gazi merr nxehtësi në këtë seksion. Në seksionin 2 - 3, gazi funksionon. Ndryshimi në energjinë e tij të brendshme në këtë seksion: Prandaj, në këtë seksion, gazi merr nxehtësi. Në seksionin 3 - 1, gazi kryen punë negative, ftohet, që do të thotë se atë energjia e brendshme zvogëlohet, prandaj, në këtë zonë lëshon nxehtësi, por nuk e merr atë. Së fundi, e gjithë nxehtësia e marrë nga gazi gjatë ciklit është e barabartë me Pra, efikasiteti i ciklit është i barabartë me

Përgjigje: 10.

Përgjigje: 10

I ftuar 12.01.2013 20:25

I ftuar

Mirembrema!

Ju mund të përdorni çdo formulë, në varësi të asaj që është e përshtatshme për ju në këtë detyrë të veçantë. Në këtë problem, cikli shkon në drejtim të akrepave të orës, prandaj, gazi bën punë pozitive, kështu që mund të jetë më i përshtatshëm për të përdorur atë që përdoret :)

I ftuar 22.09.2013 13:31

Alexei! urime. Ju edhe një herë "shpikët" një makinë lëvizjeje të përhershme të llojit të dytë. Kushtojini vëmendje faktit që në gjendjen e problemit tregohet se gazi është monoatomik.

Nëse bëni të njëjtat llogaritje me një gaz diatomik, atëherë vlera e efikasitetit do të jetë e ndryshme, gjë që bie ndesh me teoremën e parë të Carnot, e cila thotë: "Efikasiteti i një cikli të kthyeshëm nuk varet nga lloji i substancës nga e cila punon. bëhet lëngu”.

Do të doja të bëja një vërejtje për "tezat" tuaja. Njëri prej tyre thotë: “Procesi kuazi-statik (që rrjedh ngadalë) është i kthyeshëm”. Sipas tij, nëse motori me naftë kthehet ngadalë në drejtim të kundërt, atëherë karburanti dizel do të rrjedhë në anën e karburantit dhe ajri i pastruar do të dalë nga filtri i ajrit !!! Në fund të fundit, sipas tezës suaj, çdo gjë duhet të kthehet në pozicionin e saj origjinal.A e besoni vërtet këtë marrëzi?!

Aleksei

Mirembrema!

Mendoj se ky debat është i pafund. Teza ime është si vijon, do të përpiqem ta përcjell përsëri: “Nëse një pikë jepet në ndonjë diagram (), atëherë gjendja e sistemit është plotësisht e dhënë dhe është në gjendje ekuilibri (ne besojmë se e dimë ekuacionin të gjendjes). Nëse sistemi nuk është në ekuilibër, atëherë një pikë në diagrame të tilla nuk ka fare kuptim. Më tej, kur vizatohet një vijë në diagram, ajo është një sekuencë e gjendjeve ekuilibër nëpër të cilat sistemi kalon vazhdimisht. Kuazi-statikisht. Sistemi mund të zhvendoset përgjatë vijës në drejtime të ndryshme.

Për sa i përket teoremës së Carnot që ju referoni, më duket se ju mungon fakti thelbësor që është formuluar për ciklin Carnot kur ka një ngrohës në një temperaturë dhe një frigorifer në një tjetër. Per ciklin Krno cdo gje del sic thua ti. Por ju mund të mendoni për një grup të madh makinerish të konvertueshme, përveç makinës së Carnot. Për shembull, është e mundur të ndërtohet një cikël me tre temperatura nga adiabatet dhe izotermat. Përgjithësimi i mëtejshëm jep një kurbë arbitrare. Unë tashmë ju thashë se çdo linjë mund të ndërtohet nga adiabatet dhe izotermat. Shpresoj që të mos keni dyshime për rikthimin e tyre.

Shembulli juaj i motorit nuk përshtatet në këtë foto, natyrisht. Procesi i shndërrimit të karburantit në nxehtësi me nxjerrjen e produkteve të djegies nuk mund të kthehet mbrapsht, pavarësisht sa shumë përpiqeni.

Detyrat С1–С6 janë detyra, zgjidhja e plotë e të cilave duhet të regjistrohet në formularin e përgjigjes nr. 2. Rekomandohet të kryhet një zgjidhje paraprake mbi një draft. Kur merrni një vendim në formularin e përgjigjes nr. 2, fillimisht shkruani numrin e detyrës ( C1 etj.), dhe më pas zgjidhja e problemit përkatës.

C1. Pranë një pllake të vogël metalike, të montuar në një stendë izoluese, një guaskë e lehtë metalike e pa ngarkuar ishte varur në një fije mëndafshi. Kur pllaka u lidh me terminalin e ndreqësit të tensionit të lartë duke aplikuar ngarkesë pozitive, mëngja është në lëvizje. Përshkruani lëvizjen e mëngës dhe shpjegoni atë, duke treguar se nga cilat fenomene fizike dhe modele është shkaktuar.

Një zgjidhje e plotë e saktë për secilin prej problemeve С2–С6 duhet të përfshijë ligje dhe formula, zbatimi i të cilave është i nevojshëm dhe i mjaftueshëm për zgjidhjen e problemit, si dhe transformime matematikore, llogaritje me përgjigje numerike dhe (nëse është e nevojshme) një figurë që shpjegon zgjidhjen.

C2. Dy topa, masat e të cilëve ndryshojnë me një faktor 3, varen, preken, në fije vertikale (shih figurën). Një top i lehtë devijohet përmes një këndi prej 90° dhe lëshohet pa shpejtësi fillestare. Cili do të jetë qëndrimi energjitë kinetike topa të rëndë dhe të lehtë menjëherë pas ndikimit të tyre qendror absolutisht elastik?

C3. Një gaz ideal monatomik me masë konstante kalon përmes procesit ciklik të paraqitur në figurë. Gjatë ciklit, gazi merr një sasi të nxehtësisë nga ngrohësi P n = 8 kJ. Cila është puna që bën gazi për cikël?

C4. Qarku elektrik përbëhet nga një burim aktual dhe një reostat. burim emf= 6 V, rezistenca e tij e brendshme r= 2 ohm. Rezistenca e reostatit mund të ndryshohet nga 1 në 5 ohms. Sa është fuqia maksimale e prodhimit të reostatit?

C5. Një unazë bakri me një diametër prej 20 cm, një diametër teli unazor prej 2 mm, ndodhet në një fushë magnetike uniforme. Rrafshi i unazës është pingul me vektorin e induksionit magnetik. Përcaktoni modulin e shpejtësisë së ndryshimit të induksionit magnetik të fushës me kohën, nëse në këtë rast një rryma e induksionit 10 A. Rezistenca bakri ρ Cu \u003d 1,72 10 -8 Ohm m.

C6. Nivelet e energjisë së një elektroni në një atom hidrogjeni jepen me formulën ku n= 1, 2, 3, …. Kur një atom kalon nga gjendja E 2 për shtet E 1 atom lëshon një foton. Pasi në sipërfaqen e fotokatodës, një foton rrëzon një fotoelektron. Gjatësia e valës së dritës që korrespondon me kufirin e kuq të efektit fotoelektrik për materialin sipërfaqësor të fotokatodës, λcr = 300 nm. Cila është shpejtësia maksimale e mundshme e një fotoelektroni?

Udhëzime për kontrollin dhe vlerësimin e punimeve, pjesa 3

Zgjidhjet e detyrave С1–С6 pjesa 3 (me një përgjigje të detajuar) vlerësohen nga një komision ekspertësh. Në bazë të kritereve të paraqitura në tabelat e mëposhtme, për realizimin e çdo detyre, në varësi të plotësisë dhe korrektësisë së përgjigjes së dhënë nga nxënësi, caktohen nga 0 deri në 3 pikë.

Kujdes! Kur caktoni pikë për përfundimin e një detyre në "Protokollin e kontrollit të përgjigjeve të detyrave të formularit nr. 2", duhet të kihet parasysh se nëse nuk ka përgjigje (nuk ka të dhëna që tregojnë se i ekzaminuari ka filluar të kryejë detyrën) , pastaj "× ", jo "0".

Një detyrë C1

Një detyrë C2

Një detyrë C3

Një detyrë C4

Shembull i një zgjidhjeje të mundshme

Fuqia e lëshuar në reostat: R = IU = I (– Ir). Rrënjët e ekuacionit I (– Ir) = 0: I 1 = 0, I 2 = /r. Prandaj, maksimumi i funksionit P(I) arrihet në I = /(2r) dhe është e barabartë me Përgjigju: Pmax= 4,5 W.

Kriteret për vlerësimin e kryerjes së detyrës me 3 pikë

Është dhënë një zgjidhje e plotë e saktë, duke përfshirë elementët e mëposhtëm: 1) formulat që shprehin ligjet fizike janë shkruar saktë, aplikimi i të cilave është i nevojshëm për të zgjidhur problemin në mënyrën e zgjedhur (në këtë zgjidhje - Ligji i Ohmit për zinxhir i plotë dhe formula për fuqinë aktuale); 2) kryhen transformimet dhe llogaritjet e nevojshme matematikore, duke çuar në përgjigjen e saktë numerike, dhe përgjigja paraqitet. Në këtë rast, zgjidhja "në pjesë" (me llogaritje të ndërmjetme) lejohet.

Një detyrë C5

Një detyrë C6

Kriteret për vlerësimin e kryerjes së detyrave С3–C6 për 2, 1 dhe 0 pikë janë të njëjta si për detyrën C2.- Ed.

2008

Enë cilindrike e mbyllur vertikalisht me lartësi 50 cm pjesëtuar me peshën e lëvizshme të pistonit 110 N në dy pjesë, secila përmban të njëjtën sasi hidrogjeni në një temperaturë 361 K. Sa masë gazi ka në secilën pjesë të cilindrit nëse pistoni është në lartësi 20 cm nga fundi i enës? Injoroni trashësinë e pistonit.

Një kolonë merkuri me një gjatësi prej 15 cm, e cila ndan ajrin në tub nga atmosfera. Tubi u vendos vertikalisht me fundin e mbyllur poshtë. Me sa gradë duhet të nxehet ajri në tub në mënyrë që vëllimi i zënë nga ajri të bëhet i njëjtë? Temperatura e ajrit në laborator 300 K, dhe presioni atmosferik është 750 mmHg

Në kalorimetër ishte m 1 \u003d 1 kg akull në temperaturë t 1 \u003d -5 ° С. Pas shtimit në kalorimetër m 2 \u003d 25 g uji në të është në ekuilibër termik në një temperaturë t = 0°С. Sa eshte temperatura t2 ujë i shtuar në kalorimetër, nëse vetëm akulli do të përfundonte në kalorimetër? Injoroni kapacitetin e nxehtësisë së kalorimetrit.

Ena e ngrohur mbulohej me një pistoni, i cili lidhej me tavanin me ndihmën e një filli vertikal të pazgjatur. Me sa përqind të temperaturës fillestare do të ulet ajri në enë në momentin kur ena del nga sipërfaqja në të cilën ndodhet? Pesha e anijes 5 kg. Pistoni mund të rrëshqasë përgjatë mureve të anijes pa fërkim. Zona e poshtme e anijes 125 cm2. Presioni i atmosferës 10 5 Pa. Injoroni zgjerimin termik të enës dhe pistonit.

Një tullumbace guaska e së cilës ka masë M= 145 kg dhe vëllimi V\u003d 230 m 3, e mbushur me ajër të nxehtë normalisht presioni atmosferik dhe temperatura e ambientit t o \u003d 0 o C. Cila është temperatura minimale t duhet të ketë ajër brenda guaskës që tullumbace të fillojë të ngrihet? Predha e topit është e pazgjatshme dhe ka një vrimë të vogël në fund.

10 mol monoatomike gaz ideal fillimisht ftohet, duke ulur presionin me 3 herë, dhe më pas nxehet në temperaturën fillestare prej 300 K (shih figurën). Sa nxehtësi është marrë nga gazi në seksionin 2 - 3?

viti 2009

Masa konstante e një gazi ideal monatomik kryen procesin ciklik të treguar në figurë. Për një cikël nga ngrohësi, gazi merr sasinë e nxehtësisë Q H = 8 kJ. Çfarë pune është bërë forcat e jashtme gjatë kalimit të gazit nga gjendja 2 në gjendjen 3?

2010

Ajri pompohet në cilindër me një shpejtësi 0.002 kg/s. Në skajin e sipërm të cilindrit ka një vrimë me sipërfaqe 5 10 -4 m 2 mbyllur nga një valvul sigurie. Valvula mbahet e mbyllur nga një shufër pa peshë me gjatësi 0.5 m, e cila mund të rrotullohet lirshëm rreth një boshti në një pikë POR(shih foton). Largësia AB barazohet 0.1 m. Një masë e masës është pezulluar nga fundi i lirë i shufrës 2 kg. Valvula hapet përmes 580 shek funksionimi i pompës, nëse në momentin fillestar të kohës presioni i ajrit në cilindër ishte i barabartë me atë atmosferik. Temperatura e ajrit në cilindër dhe jashtë nuk ndryshon dhe është e barabartë me 300 K. Përcaktoni vëllimin e cilindrit.

Në klasën e fizikës, u kryen eksperimente me një gaz të rrallë me masë konstante. Për shkak të pavëmendjes, studenti, pasi kishte shënuar gjendjet fillestare dhe përfundimtare të gazit në grafik (shih figurën), nuk tregoi se cilat dy nga tre sasitë (presioni p, vëllimi V, temperatura T) janë paraqitur përgjatë boshteve. Kishte një hyrje në ditar, sipas të cilit vlerat e emërtuara ndryshuan si më poshtë: p 1< р 2 , V 1 >V2, T1< Ί 2 . Пользуясь этими данными, определите, какие величины были отложены на горизонтальной и akset vertikale. Shpjegoni përgjigjen tuaj duke treguar se cilat ligje fizike keni përdorur.

Një cilindër horizontal me një pistoni është i fiksuar në një vakum. Cilindri përmban 0,1 mol helium. Pistoni mbahet nga ndalesa dhe mund të rrëshqasë në të majtë përgjatë mureve të cilindrit pa fërkim. Një plumb me masë 10 g, që fluturon horizontalisht me shpejtësi 400 m/s, godet pistonin dhe ngec në të. Temperatura e heliumit në momentin që pistoni ndalon në pozicionin ekstrem majtas rritet me 64 K. Sa është masa e pistonit? Supozoni se gjatë lëvizjes së pistonit, gazi nuk ka kohë të shkëmbejë nxehtësinë me pistonin dhe cilindrin.

2011

Një mol i një gazi monatomik ideal transferohet nga gjendja 1 me një temperaturë T 1 \u003d 300 K në gjendjen 2 në mënyrë të tillë që gjatë gjithë procesit presioni i gazit të rritet në përpjesëtim të drejtë me vëllimin e tij. Gjatë këtij procesi, gazi merr një sasi nxehtësie Q = 14958 J. Sa herë n zvogëlohet dendësia e gazit si rezultat i këtij procesi?

Një shishe me vëllim V = 1 litër përmban helium në presion normal atmosferik. Qafa e një shishe me një sipërfaqe prej 2 cm 2 është e mbyllur me një tapë të shkurtër që ka një masë m \u003d 20 g. Nëse shishja shtrihet horizontalisht, atëherë për ta nxjerrë ngadalë tapën në qafën e saj, një forcë e drejtuar horizontalisht F \u003d 1 N duhet të aplikohet në tapë, në tavolinë vertikalisht me qafën lart. Sa nxehtësi duhet t'i jepet heliumit në shishe në mënyrë që ai të shtrydhë tapën nga qafa?

Një gaz ideal monatomik gjendet në një enë cilindrike horizontale të mbyllur nga një pistoni. Presioni fillestar i gazit fq 1 = 4 10 5 Pa. Distanca nga fundi i enës deri te pistoni është L. Zona e prerjes tërthore të pistonit S\u003d 25 cm 2. Si rezultat i ngrohjes së ngadaltë, gazi mori një sasi të nxehtësisë P= 1,65 kJ, dhe pistoni ka lëvizur një distancë x\u003d 10 cm. Kur pistoni lëviz, një forcë fërkimi me madhësi F tr \u003d 3 10 3 N. Gjeni L. Supozoni se anija është në vakum.