Циклы. Тепловые машины

1.9. У тепловой машины, работающей по прямому циклу Карно, температура нагревателя в 1,5 раза больше температуры холодильника. За один цикл машина производит работу 60 кДж. Вычислить работу, затрачиваемую за цикл на изотермическое сжатие рабочего вещества.

2.9. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает за каждый цикл от нагревателя 2 кДж теплоты. Температура нагревателя 400 К, температура холодильника 300 К. Найти количество теплоты, отдаваемого холодильнику за один цикл.

3.9. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу, равную 30 кДж. При этом она берёт теплоту от тела с температурой минус 10 °С и передаёт теплоту телу с температурой 17 °С. Найти количество теплоты, отнятого от холодного тела за один цикл.

4.9. Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуры нагревателя и холодильника соответственно 550 и 330 К. Рабочим телом служит воздух массой 16 кг. Известно, что давление воздуха в конце изотермического расширения равно давлению в начале адиабатического сжатия и цикл протекает 54 с. Определить тепловую мощность, подводимую к машине.

5.9. Идеальная холодильная машина работает как тепловой насос по обратному циклу Карно. При этом она берёт теплоту от воды с температурой 3°С и передаёт её воздуху с температурой 27°С. Найти коэффициент  — отношение теплоты, переданной за некоторый промежуток времени воздуху к работе машины за это же время.

6.9. КПД паровой машины составляет 50 % от КПД. тепловой машины, работающей по циклу Карно между теми же температурами. Температура пара, поступающего из котла в паровую машину, 260 С, температура конденсатора 90 С. Определить мощность паровой машины, если она потребляет за 10 часов 10 ГДж энергии.

7.9. Двухатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом на каждый киломоль этого газа при адиабатическом сжатии затрачивается работа 3 МДж. Температура нагревателя равна 460 К. Определить КПД цикла. Ответ дать в процентах.

8.9. Цикл состоит из двух изотерм (Т₁ = 778 К, Т₂ = 356 К) и двух изобар (р₁/р₂ = 8). Определить КПД цикла, если рабочим веществом служит идеальный газ, число степеней свободы молекул которого равно 5. Ответ дать в процентах.

9.9. Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 420 Дж теплоты. Какую работу совершил газ, если КПД цикла 10 %?

10.9. Тепловая машина совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику передается 300 Дж энергии. Определить КПД (в процентах) тепловой машины.

11.9. КПД тепловой машины 50 %. Какую работу совершает машина за один цикл, если холодильнику при этом передается 700 Дж теплоты?

12.9. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 25 %. Какова температура (в °С) нагревателя, если температура холодильника 27 °С?

13.9. Идеальная тепловая машина передает холодильнику 80 % теплоты, полученной от нагревателя. Найти температуру нагревателя, если температура холодильника 248 К.

14.9. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 80 %. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?

15.9. Идеальный газ работает по циклу Карно. Абсолютная температура нагревателя 400 К, холодильника 300 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если абсолютную температуру нагревателя повысить на 200 К?

16.9. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100 °С, температура холодильника 0 °С. Найти количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.

17.9. На подъем груза весом 1000 кН на высоту 6 м пошло 80 % всей механической работы, полученной в результате работы идеальной тепловой машины, у которой разность температур нагревателя и холодильника равна 125 К, а отношение количества теплоты, полученной от нагревателя, к его абсолютной температуре равно 300 Дж/К. Сколько циклов было совершено за время подъема груза?

18.9. Идеальный одноатомный газ совершает замкнутый цикл, состоящий из двух изохорных и двух изобарных процессов. При изохорном нагревании давление увеличивается в 2 раза, а при изобарном нагревании объем увеличивается на 70 %. Найти КПД (в процентах) цикла.

19.9. Идеальный одноатомный газ совершает циклический процесс, состоящий из изохорного нагревания, при котором давление газа возрастает на 40 %, затем изобарного расширения и, наконец, возвращения в исходное состояние в процессе, в котором давление изменяется прямо пропорционально объему. Найти КПД (в процентах) цикла.

20.9. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, используется для замораживания воды при 0 °С. Теплота отдается окружающему воздуху, температура которого 27 °С. Сколько минут потребуется для превращения в лед 420 г воды, если холодильная машина потребляет от сети мощность 25 Вт? Удельная теплота плавления льда 3,25·10⁵ Дж/кг.