Теплові двигуни

136. В оборотному циклі Карно робота ізотер­мічного стискання робо­чого тіла дорів­нює 700 Дж, температура нагрівача – 400 °С, температура холодильника – 15 °С. Визначити ККД циклу та роботу ізотермічного розширення.

137. Ідеальна теплова машина працює за циклом Карно. При цьому 80 % теплоти, яку отримує машина від нагрівача, передається холодильнику. Машина отримує від нагрівача 6,28 кДж теплоти. Знайти ККД циклу та роботу, яку виконує машина за один цикл.

138. Ідеальний газ здійснює цикл Карно. Температура нагрівача в 3 рази більша темпера­тури холодильника. Нагрівач віддає газу 42 кДж теплоти. Яку роботу ви­конав газ?

139. Теплова електростанція (ТЕЦ) потужні­стю 200 кВт споживає за 1 год роботи 80 кг ву­гілля з питомою теплотою згоряння 3,3·10⁷ Дж/кг. Температура котла дорівнює 400 °С, а темпера­тура холо­дильника – 15 °С. Визначити терміч­ний ККД ТЕЦ і порівняти його з ККД ідеальної машини Карно, що працює в умовах тих самих те­мпера­тур нагрівача і холодильника.

140. Ідеальна холодильна машина, яка пра­цює за оборотним циклом Карно, за один цикл виконує роботу 37 кДж, беручи теплоту від тіла з температурою – 10 °С та пе­редаючи теплоту ті­лу з темпе­ратурою 17 °С. Знайдіть кількість теп­лоти, взяту з холодного тіла за один цикл, і кіль­кість теплоти, віддану гарячому тілу за один цикл.

141. Споживана потужність холодильника 800 Вт. За 25 хв у холодиль­нику замерзає 3 л во­ди, що має початкову температуру 20 °С. Визна­чити кількість теплоти, яку хо­лодильник віддає в навколишнє середовище.

Зміна ентропії

142. Один кіломоль двохатомного газу на­грівається так, що його абсолютна термодина­мі­чна температура збільшується в 1,5 разу. Визна­чити зміну ентропії під час ізобаричного й ізохоричного нагрівання газу.

143. Повітря об'ємом 1 м³ має тем­пературу 0 °С і знаходиться під тиском 98 кПа. Під час ізотерміч­ного процесу об'єм повітря збільшується вдвічі. Ви­значити зміну ентро­пії повітря в цьому процесі.

144. Визначити зміну ентропії в ході перетво­рення 10 м³ льоду, що знаходиться за темпе­ра­тури 10 °С, на пару за температури 100 °С.

145. Кисень масою 10 г нагрівається від тем­ператури 50 °С до темпера­тури 150 °С. Ви­значи­ти зміну ентропії під час ізобарич­ного й ізохорич­ного нагрівання газу.

146. Визначити зміну ентропії в разі переходу 6 г водню від об'єму 20 л під тиском 150 кПа до об'єму 50 л під тиском 100 кПа.

147. Лід масою 2 кг при температурі 0 °С перетворюється на воду при тій самій темпера­ту­рі за допомогою пари з температурою 100 °С. Визначити масу витра­ченої при цьому пари й зміну ен­тропії системи “лід—пара”.

148. Змішали 5 кг води температурою 10°С із 8 кг води темпера­турою 80°С. Визначити темпе­ратуру суміші та зміну ентропії в результаті змішування.

149. Одноатомний газ виконує оборотний ізотермічний процес за тем­ператури 300 К. У хо­ді цього процесу газ виконує роботу 900 Дж. Ви­значити зміну ентропії газу.