neye eşittir çevrim verimliliği ideal bir monatomik gazla mı yürütüldü? Cevabınızı en yakın tam sayıya yuvarlanmış yüzde olarak veriniz.

Çözüm.

Bir ısı motorunun verimi, faydalı iş ile devir başına iş akışkanına aktarılan ısının oranı olarak tanımlanır: Önce devir başına faydalı işi belirleyelim, diyagramda bu değer devir alanına karşılık gelir: Isıyı hesaplayın termodinamiğin birinci yasası kullanılarak gaza aktarılır: Döngünün tüm bölümlerini art arda düşünün. Bölüm 1 - 2'de gaz iş yapmaz ve iç enerjisindeki değişim (Clapeyron-Mendeleev denklemi dikkate alınarak) şöyledir: İç enerjideki değişim pozitif olduğundan, bu bölümde gaz ısı alır. Bölüm 2 - 3'te gaz iş yapar Bu bölümde iç enerjisindeki değişim : Bu nedenle bu bölümde gaz ısı alır Bölüm 3 - 1'de gaz negatif iş yapar soğur yani BT içsel enerji azalır, bu nedenle bu alanda ısı verir, ancak almaz. Son olarak, çevrim sırasında gazın aldığı tüm ısı eşittir. Böylece, çevrimin verimi eşittir.

Cevap: 10.

Cevap: 10

Misafir 12.01.2013 20:25

Misafir

Tünaydın!

Bu özel görevde sizin için neyin uygun olduğuna bağlı olarak herhangi bir formülü kullanabilirsiniz. Bu problemde çevrim saat yönünde ilerler, bu nedenle gaz pozitif iş yapar, bu yüzden kullanılanı kullanmak daha uygun olabilir :)

Misafir 22.09.2013 13:31

Alexey! Tebrikler. İkinci türden bir sürekli hareket makinesini bir kez daha "icat ettiniz". Problem durumunda gazın tek atomlu olduğu belirtilmiş olmasına dikkat edin.

Aynı hesaplamaları bir diyatomik gazla yaparsanız, verimin değeri farklı olacaktır, bu da ilk Carnot teoremiyle çelişir: "Tersinir bir döngünün verimliliği, çalışmanın yapıldığı maddenin türüne bağlı değildir. sıvı yapılır."

"Tezleriniz" hakkında bir hatırlatma yapmak istiyorum. İçlerinden biri şöyle diyor: "Yarı-statik (yavaş akan) süreç tersine çevrilebilir." Ona göre dizel motor yavaş yavaş ters yöne döndürülürse dizel yakıt yakıt tarafına akacak ve hava filtresinden arıtılmış hava çıkacaktır !!! Ne de olsa tezinize göre her şey eski haline dönmeli.Bu saçmalığa gerçekten inanıyor musunuz?!

Alexey

Tünaydın!

Bence bu tartışma bitmez. Tezim şudur, tekrar aktarmaya çalışacağım: “Bir diyagramda () bir nokta verilirse, o zaman sistemin durumu tamamen verilmiştir ve bir denge durumundadır (denklemi bildiğimizi düşünüyoruz). durum) Sistem dengede değilse, bu tür diyagramlardaki bir nokta hiçbir anlam ifade etmez.Ayrıca, diyagram üzerine bir çizgi çizildiğinde, sistemin sürekli olarak içinden geçtiği bir denge durumları dizisidir, yarı statik olarak. Sistem hat boyunca farklı yönlerde hareket ettirilebilir. "

Bahsettiğiniz Carnot teoremine gelince, bana öyle geliyor ki, bir sıcaklıkta bir ısıtıcı ve diğerinde bir buzdolabı olduğunda Carnot döngüsü için formüle edildiği temel gerçeğini kaçırıyorsunuz. Krno döngüsü için her şey dediğin gibi çıkıyor. Ama Carnot'un makinesinden başka bir sürü dönüştürülebilir makine düşünebilirsiniz. Örneğin, adiyabatlar ve izotermlerden üç sıcaklıklı bir çevrim oluşturmak mümkündür. Daha fazla genelleme keyfi bir eğri verir. Size zaten adiyabatlardan ve izotermlerden herhangi bir hattın yapılabileceğini söyledim. Umarım bunların tersine çevrilebilirliği konusunda şüpheniz yoktur.

Sizin motor örneğiniz bu resme uymuyor elbette. Yanma ürünlerinin püskürmesiyle yakıtı ısıya dönüştürme işlemi, ne kadar uğraşırsanız uğraşın geri alınamaz.

Görevler С1–С6 tam çözümü 2 numaralı cevap formuna kaydedilmesi gereken görevlerdir. Bir taslak üzerinde bir ön çözüm yapılması önerilir. 2 numaralı cevap formunda karar verirken, önce görev numarasını yazın ( C1 vb.) ve ardından ilgili sorunu çözme.

C1. Yalıtım standına monte edilmiş küçük bir metal plakanın yanında, ipek bir ipin üzerine hafif metal yüksüz bir kabuk asıldı. Plaka uygulanarak yüksek gerilim doğrultucunun terminaline bağlandığında pozitif yük, kol hareket halinde. Manşonun hareketini tanımlayın ve hangi fiziksel fenomenlerin ve kalıpların neden olduğunu belirterek açıklayın.

Sorunların her birine eksiksiz bir doğru çözüm С2–С6 Problemi çözmek için uygulaması gerekli ve yeterli olan kanun ve formüllerin yanı sıra matematiksel dönüşümleri, sayısal cevaplı hesaplamaları ve (gerekirse) çözümü açıklayan bir şekli içermelidir.

C2. Kütleleri 3 kat farklı olan iki top, dikey ipliklere dokunarak asılır (şekle bakın). Bir hafif top 90°'lik bir açıyla saptırılıyor ve başlangıç ​​hızı olmadan serbest bırakılıyor. tavrı ne olacak kinetik enerjiler Ağır ve hafif toplar, kesinlikle esnek merkezi çarpmalarından hemen sonra mı?

C3. Sabit kütleli monatomik bir ideal gaz, şekilde gösterilen döngüsel süreçten geçer. Döngü sırasında gaz, ısıtıcıdan bir miktar ısı alır. Q n = 8 kJ. Gazın çevrim başına yaptığı iş nedir?

C4. Elektrik devresi bir akım kaynağı ve bir reostattan oluşur. kaynak emf= 6 V, iç direnci r= 2 ohm. Reostatın direnci 1 ila 5 ohm arasında değiştirilebilir. Reostatın maksimum güç çıkışı nedir?

C5. 20 cm çapında bir bakır halka, 2 mm çapında bir halka teli, düzgün bir manyetik alanda bulunur. Halka düzlemi manyetik indüksiyon vektörüne diktir. Alanın manyetik indüksiyonunun zamanla değişim hızının modülünü belirleyin, eğer bu durumda bir endüksiyon akımı 10 A. özdirenç bakır ρ Cu \u003d 1.72 10 -8 Ohm m.

C6. Bir hidrojen atomundaki bir elektronun enerji seviyeleri, aşağıdaki formülle verilir: n= 1, 2, 3, … . Bir atom durumdan geçtiğinde E eyalet başına 2 E 1 atom bir foton yayar. Fotokatodun yüzeyinde bir foton, bir fotoelektronu devre dışı bırakır. Fotokatodun yüzey malzemesi için fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına karşılık gelen ışığın dalga boyu, λcr = 300 nm. Bir fotoelektronun mümkün olan maksimum hızı nedir?

İşleri kontrol etme ve değerlendirme talimatları, bölüm 3

Görev çözümleri С1–С6 3. bölüm (ayrıntılı bir cevapla) uzman bir komisyon tarafından değerlendirilir. Aşağıdaki tablolarda sunulan kriterlere göre her bir görevin tamamlanması için öğrencinin verdiği cevabın tamlığı ve doğruluğuna bağlı olarak 0'dan 3'e kadar puan verilir.

Dikkat! “2 numaralı formdaki görevlere verilen cevapları kontrol etme protokolünde” bir görevi tamamlamak için puan verirken, cevap yoksa (sınava girenin görevi tamamlamaya başladığını gösteren herhangi bir kayıt yoktur) akılda tutulmalıdır. , sonra "× ", "0" değil.

Bir görev C1

Bir görev C2

Bir görev C3

Bir görev C4

Olası bir çözüm örneği

Reostatta serbest bırakılan güç: R = IÜ = ben (– ir). denklem kökleri ben (– ir) = 0: ben 1 = 0, ben 2 = /r. Bu nedenle, fonksiyonun maksimumu P(ben) elde edilir ben = /(2r) ve eşittir Cevap: Pmaks= 4,5 W

Görev tamamlamayı 3 puanla değerlendirme kriterleri

Aşağıdaki unsurlar dahil olmak üzere eksiksiz bir doğru çözüm verilmiştir: 1) fizik yasalarını ifade eden formüllerin doğru yazılması, uygulaması gerekli olan sorunu seçilen şekilde çözmek için (bu çözümde - için Ohm yasası komple zincir ve mevcut güç formülü); 2) Gerekli matematiksel dönüşümler ve hesaplamalar yapılarak doğru sayısal cevaba ulaşılır ve cevap sunulur. Bu durumda, "parçalar halinde" (ara hesaplamalarla) çözüme izin verilir.

Bir görev C5

Bir görev C6

Görevlerin performansını değerlendirmek için kriterler С3–C6 2, 1 ve 0 puan için görevle aynıdır C2.- Ed.

2008

Yüksekliği ile dikey olarak yerleştirilmiş kapalı silindirik kap 50 cm hareketli piston ağırlığına bölünür 110 N bir sıcaklıkta her biri aynı miktarda hidrojen içeren iki parçaya 361 K. Piston bir yükseklikte ise, silindirin her bir parçasındaki gaz kütlesi nedir? 20 santimetre geminin dibinden mi? Pistonun kalınlığını dikkate almayın.

uzunluğunda bir cıva sütunu 15 cm, tüpteki havayı atmosferden ayıran. Tüp, kapalı ucu aşağı gelecek şekilde dikey olarak yerleştirildi. Havanın kapladığı hacmin aynı olması için tüpteki hava kaç derece ısıtılmalıdır? Laboratuvardaki hava sıcaklığı 300 bin, ve atmosfer basıncı 750 mmHg

Kalorimetrede vardı m 1 \u003d 1 kg sıcaklıkta buz t 1 \u003d -5 ° С. Kalorimetreye ekledikten sonra m 2 \u003d 25 gr içindeki su bir sıcaklıkta termal dengededir. t = 0°С. Sıcaklık nedir t2 Kalorimetrede yalnızca buz kalmışsa, kalorimetreye su eklenir mi? Kalorimetrenin ısı kapasitesini dikkate almayınız.

Isıtılan kap, dikey uzayamayan bir iplik yardımıyla tavana bağlanan bir piston ile kaplandı. Gemi bulunduğu yüzeyden ayrıldığı anda, gemideki hava ilk sıcaklığın yüzde kaçı kadar azalacaktır? Gemi ağırlığı 5 kg. Piston, kabın duvarları boyunca sürtünme olmadan kayabilir. Gemi alt alanı 125 cm2. atmosfer basıncı 10 5 Pa. Tankın ve pistonun termal genleşmesini göz ardı edin.

Kabuğu kütlesi olan bir balon M= 145 kg ve hacim V\u003d 230 m 3, normal sıcaklıkta sıcak hava ile dolu atmosferik basınç ve ortam sıcaklığı t o \u003d 0 o C. Minimum sıcaklık nedir t balonun yükselmeye başlaması için kabuğun içinde hava olması gerekir mi? Topun kabuğu uzamaz ve alt kısmında küçük bir delik bulunur.

10 mol monoatomik Ideal gazönce soğutularak basıncı 3 kat azalttı ve ardından 300 K başlangıç ​​sıcaklığına kadar ısıtıldı (şekle bakın). Bölüm 2 - 3'teki gaz tarafından ne kadar ısı alındı?

2009 yılı

Monatomik bir ideal gazın sabit kütlesi, şekilde gösterilen döngüsel işlemi gerçekleştirir. Isıtıcıdan bir çevrim için gaz, Q H = 8 kJ ısı miktarını alır. ne iş yapılır dış kuvvetler gazın durum 2'den durum 3'e geçişi sırasında?

2010

Silindire bir hızda hava pompalanır. 0,002 kg/sn. Silindirin üst ucunda alanı olan bir delik vardır. 5 10 -4 m2 emniyet valfi ile kapatılır. Valf, ağırlıksız uzunlukta bir çubukla kapalı tutulur. 0,5 m bir noktada bir eksen etrafında serbestçe dönebilen ANCAK(resmi görmek). Mesafe AB eşittir 0.1 m. Çubuğun serbest ucundan bir kütle asılı 2 kg. Vana açılır 580 sn pompanın çalışması, eğer ilk anda silindirdeki hava basıncı atmosfere eşitse. Silindirdeki ve dışarıdaki hava sıcaklığı değişmez ve eşittir 300 bin. Silindirin hacmini belirleyin.

Fizik sınıfında, sabit kütleli nadir bir gazla deneyler yapıldı. Öğrenci, dikkatsizlik nedeniyle, grafikte gazın ilk ve son durumlarını işaretlemiş (şekle bakınız), eksenler boyunca üç miktardan (basınç p, hacim V, sıcaklık T) hangisinin çizildiğini belirtmemiştir. Dergide, adlandırılmış değerlerin aşağıdaki gibi değiştiği bir giriş vardı: p 1< р 2 , V 1 >V2, T1< Ί 2 . Пользуясь этими данными, определите, какие величины были отложены на горизонтальной и dikey eksenler. Hangi fiziksel yasaları kullandığınızı belirterek cevabınızı açıklayın.

Pistonlu yatay bir silindir vakumda sabitlenir. Silindir 0.1 mol helyum içerir. Piston durdurucularla tutulur ve silindirin duvarları boyunca sürtünme olmadan sola kayabilir. Yatay olarak 400 m/s hızla uçan 10 g kütleli bir mermi pistona çarpar ve pistona saplanır. Pistonun en sol konumda durduğu andaki helyum sıcaklığı 64 K artar. Pistonun kütlesi nedir? Pistonun hareketi sırasında gazın piston ve silindir ile ısı alışverişi yapacak zamanı olmadığını varsayalım.

2011

İdeal bir monatomik gazın bir molü, T1 \u003d 300 K sıcaklığındaki 1 durumundan durum 2'ye, tüm süreç boyunca gaz basıncının hacmiyle doğru orantılı olarak artacağı şekilde aktarılır. Bu işlem sırasında gaz, Q = 14958 J miktarında bir ısı alır. Bu işlem sonucunda gazın yoğunluğu n kaç kez azalır?

Hacmi V = 1 litre olan bir şişe, normal atmosfer basıncında helyum içerir. S \u003d 2 cm 2 alana sahip bir şişenin boynu, m \u003d 20 g kütleye sahip kısa bir mantar ile tıkanır Şişe yatay olarak duruyorsa, mantarı yavaşça dışarı çekmek için boynundan, yatay olarak yönlendirilmiş bir kuvvet F \u003d 1 N mantara uygulanmalıdır. boyun yukarıdayken masanın üzerinde dikey olarak. Mantarı boyundan sıkmak için şişedeki helyuma ne kadar ısı verilmesi gerekir?

Tek atomlu bir ideal gaz, bir piston tarafından kapatılmış yatay silindirik bir kapta bulunur. İlk gaz basıncı p 1 = 4 10 5 Pa. Tankın tabanından pistona olan mesafe L. Piston kesit alanı S\u003d 25 cm2. Yavaş ısıtmanın bir sonucu olarak, gaz bir miktar ısı aldı. Q= 1.65 kJ ve piston bir mesafe hareket etti x\u003d 10 cm Piston hareket ettiğinde, büyüklükte bir sürtünme kuvveti F tr \u003d 3 10 3 N. Bul L. Kabın bir vakum içinde olduğunu varsayalım.