
- •Частина 3. Основи термодинаміки Тема 1. Внутрішня (теплова) енергія і способи її зміни Термодинаміка (тд) вивчає теплові явища і процеси, не враховуючи молекулярну будову речовини.
- •Внутрішня енергія ідеального газу
- •U одноатомного іг
- •U багатоатомного іг
- •Способи зміни внутрішньої енергії тдс
- •В иди теплопередачі
- •Тема 2. Закони термодинаміки
- •Тема. Теплові машини (двигуни)
- •2. Принцип будови і роботи теплової машини
- •3. Цикл Карно
- •4. Способи підвищення ккд тм
- •5. Застосування тм
- •6. Проблеми охорони довкілля, пов’язані з використанням тм
- •7. Шляхи зниження шкідливого впливу роботи тм
- •Принцип дії холодильної машини
- •Семінар «Теплові двигуни»
- •Приклади розв’язування задач
- •1 Л повітря ізохорно нагріли від 10 0с до 100 0с. Як змінилась його внутрішня енергія? Яку роботу воно виконало? Яку кількість теплоти отримало?
- •Визначити зміну тиску двохатомного ідеального газу об’ємом 100 л, який ізохорно нагріли, передавши йому 50 кДж теплоти.
- •В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля отриманої від нагрівника теплоти виконується робота 300 Дж. Визначити температуру нагрівника, якщо температура охолоджувача 280 к.
- •Вимоги до доповідей
1 Л повітря ізохорно нагріли від 10 0с до 100 0с. Як змінилась його внутрішня енергія? Яку роботу воно виконало? Яку кількість теплоти отримало?
Дано: Vt 1 = 727°C;T 1 = 1000 K;1 = Vt 1 = 727°C;T 1 = 1000 K;2 = 1 л = 10-3 м3, t 1 = 10 °C → T 1 = 1000 K;T 1 = 283 K, t 2 = 100°C;t 2 = 100 °C → T 2 = 373 K;T 2 = 373 K
ΔU – ? A – ?Q – ? Розв'язання: З визначення ККД маємо: Оскільки V = const, то А = 0.
Тоді з І ЗТД для
V = const
η= А к /А в , А к = Nτ, А в = mq Тобто газ за рахунок отриманої теплоти лише нагрівся, а роботу не виконав.
|
Визначити зміну тиску двохатомного ідеального газу об’ємом 100 л, який ізохорно нагріли, передавши йому 50 кДж теплоти.
Дано: Vt 1 = 727°C;T 1 = 1000 K;1 = Vt 1 = 727°C;T 1 = 1000 K;2 = 1 л = 10-3 м3 і =5 Q = 50 кДж = = 5·104 Дж |
Розв'язання:
З
визначення ККД маємо:
Оскільки V = const, то А = 0. Тоді з І ЗТД
а із закону Шарля
Δр
|
Δр –? |
У циліндрі двигуна внутрішнього згоряння під час роботи утворюються гази, температура яких 727
У циліндрі двигуна внутрішнього згоряння під час роботи утворюються гази, температура яких 727 °С. Температура відпрацьованого газу 100°С.Температура відпрацьованого газу 100 °С. Двигун витрачає за годину 36 кг дизельного палива.Двигун витрачає за годину 36 кг дизельного палива. Яку максимальну корисну потужність він може розвинути? Яку максимальну корисну потужність він може розвинути?
Дано: t 1 = 727°C;t 1 = 727 °C T 1 = 1000 K;T 1 = 1000 K t 2 = 100°C;t 2 = 100 °C T 2 = 373 K;T 2 = 373 K m = 36 кг;m = 36 кг;
q
= 42•10 6
Дж/кгq
= 4,2 ·107
τ = 1 год.τ = 1 год == 3600 с 3,6·103 с |
Розв'язання: З визначення ККД маємо: З визначення ККД маємо:
Якщо двигун
вважати ідеальним, то його ККД можна
визначити за теоремою Карноде
N – корисна потужність.З іншого боку:
η= (Т 2
-Т 1
)/Т 1Якщо
двигун вважати ідеальним, то його
ККДововов:
[N] = 1кг·1Дж·1К/1кг·1К ·1с = 1Дж/1с = 1Вт
|
N – ? |
|
Тоді: η= (Т 2 -Т 1 )/Т 1 =Nτ/mq → mq(Т 1 -Т 2 )/Т 1 τ |