Физика-10 кл-Касьянов-ГДЗ-2006 (991541), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Рой!еййю Изменение внутренней знергни: ! ю ! % Ли =- — К(т -Т3=-- — йт = 2М2 32М! 8,31 273 и-! 1300 Дж в-П,3кДж. 5 6,4 10' 2 3,210 Рабата газа равна А = -Л!7 ч11,3 кДж. аХК2: Л!7 -11,3 Д; А 11,3 Д, 14З Глава 9. Те ыыаыыка Яйшеейие: Работа газа прн адиабатном процессе: ! л! А =-ди =-- — Вдт= 2 М = — —, 8,3! (-201 20800Д' 20,8кДЖ, 5 1,4 2 2,8!О' Ювйт: А ч 20,8 клзк.
Решение: Работа газа прн адиабатном процессе ! А = -Д(У = --тВДТ . Так как А = -А,„. то 2 ! ! А = — УВДТ= — ык(т! — Т). 2 2 Из закона Менделеева-Клапейрона ткт! =р,1', найдем тй= — . Следовательно, Р!Р! Т, ! работа внешних сил А„= — р К вЂ” '+1 2 т, Отсюда конечная температура кислоропа Т= 1+ —" Т= 2А,„ ! гр!Р! 5 1,01!О' 2у Ятвеу: Т, =300,3 К. $58. Тепловые двигатели Т !'НАВ ПР С! 1. К тепловым двигателям относят устройства, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую знергию.
В каче- 66. Тепловые деиаелмли стае рабочего тела в тепловых двигателях используют газы н пары, так как онн наилучшим образом сжимаются и расширяются. 2. Для циклического получения полезной механической работы в тепловом двигателе давление газа при сжатии должно быть меньше давления газа при расширении, а давление растет вместе с температурой. Значит, перед сжатием гаэ должен быть охлажден (контакт с холодильником), а перед расширением натрет (контакт с нагревателем), 3. КПД замкнутого цикла ц определяют как отношение работы А, совершенной двигателем за цикл, к количеству теплоты Дь по- А лученной от нагревателя; т) = —, Я 4. Наиболее эффективным является термодинамический цикл, состоящий нз двух изотерм н двух аднабат (цнкл Карно).
КПД цикла Карно определяется формулой: ц = — '', где Т~— Т 1 температура нагревателя, Тз — температура холодильника. 5. Отрицательное воздействие состоит в том, что тепловые двигатели выделяют продукты сгорания топлива. загрязняющие окружающую срезай. Для борьбы с этим ставят специальные очисгнтелн выхлопных газов, переходят на более экологически чистые виды топлива (таким идеальным топливом является водород, так как прн сгорании дает воду), переходят на электро- мобили я тд. 1. Процессы 1-2 и 3-4 — нзохорные ( г' = соляг ).
Работа газа в этих процессах Ап = Азя = 0 . Процесс 2-3 — изобарный ( р = сонат ). Газ совершает работу А„= 2р,(2г; - ~;) = 2р,*г; . Процесс 4-1— нзобарный. Газ совершает работу А„= р(Р -21; ) = -рУ, . Общая работа за цикл А = Ан + Ая, = р,Р, . Быстрее зта работа может быть найдена как площадь прямоугольннка 1-2-3-4. На участках 1-2 и 2-3, к газу подводнтся некоторое количество теплоты, а на участках 3-4 н 4-1 — отводится. Количество теплоты, полученное от нагревателя: Я = Я, + Ям = Гилея В. Ге невска =био+А„+био =а(То+А„, где Л(То= -'«К(Т,-Т>.
о 2 Воспользовавшись уравнением Менделеева-Клапейрона, мы получим: тйТ, = р,Г, ПЯТ, =2р, 2У, =4р,Р,. Тогда 1 3( 31 Т ЗЙ ЬУо= — (4РГ,— РЯ= — РР,,а Я =2Р1',+ — РР =РЦ2ь — 1 . А КПД цикла определяется по формуле Ч = —: Я Р~ ~ 2 2 2 Ч= 31~1 31+4 3 5+4 19 2. Рашеений: Работа, совершаемая газом за цикл, равна: А = Я -~Я ! = 100 — 75 = 25 Дж. КПД цикла: А Я -~Я~ 100-75 Ь вЂ” = 0,25, или 25%. Я Я 100 Жвет: А = 25 Дж; Ч = О, 25 или 25%. КЩйббш Максимальное теоретическое значение КПД паровой машины (работающей по циклу Карно): Т, — Т, 673-373 ч 0,446, или 44,6%.
Т, 673 Ответ: Ч„„„е 0,446 или 44,6%. Решецние; КПД цикла идеальной паровой машины: Т, 393 Ч =1- — ' =1- — ч0,337, илн 33,7%. 7; 593 А С другой стороны, Ч = —, откуда 0 6 ьорязе» 146 аа, Тепловые деиеетепи А=да=(1- — '~.(.),=~1- — ) 2 !0' Тг) -~ 593) «6,75 10' Дж =67,5кДж, Я 0г~ По формуле (174) учебника г) = -' — г — '-, откуда й 1ьзг! = (! — т)) Я = — ' Я = — 2 1О' = т, 393 Т, 593 1,325 10'Дж =132,5 кДж.
Ответ: г) =0,337; А =67„5 кДж; Ц=!32,5 кДж. Рещение: Мошность, развиваемую двигателем ав гомобн- А ля, можно найти по формулеР=-. Считая двигатель идеальной зенловой машиной, найдем его КПД: П= — =1 — ', откуда А=~1- — г~ Я. Полученное от нагревателя количество теплоты Я =г)т. 'Тогда работа двигателя А = 1 - — г)т . т,! т,) Искомая мошность в4,42 10' Вт =44,2 кВт. Ответ: Р= 44,2 кВт. 147 Гпаев 9. Тв мсдлнвицке ~59. Второй закон термодинамики ЫНАВ Р 1. Необратимым называется процесс, который не может самопронзвольно происходить в обратном направлении. 2. Согласно второму закону термодинамики, в циклически действуюягем тепловом двигателе, невозможно полное преобразование теплоты, полученной от нагревателя, в механическую работу.
3. Второй закон термодинамики определяет направление термодннамнческнх процессов. Например, тепло не может передаться от холодного тела к горячему. 4. Замкнутая система многих частиц самопронзвольно переходит нз более упорядоченного состояния в менее упорядоченное состояние. 5. Это происходит в результате диффузии частнчек.
Жидкость и пар $60. Фазовый переход пар — жидкость ОТВЕТБ НА ВОПРОСБ! 1. Переход вещества из газообразного в жидкое состояние возможен при температуре, меньшей критической. Критической называется наибольшая температура, при которой переход газа в жидкость еще возможен. 2. Паром называется газообразное состояние вещества, температу- ра которого меньше критической. 3.
При изотермическом сжатии газа возрастает концентрация молекул, Когда расстояние между ними становится настолько малым, что потенциальная энергия взаимодействия молекул становится соизмерима с кинетической энергией их движения, газ превращается в жидкость. 4. Пар считается насыщенным, если он находится в термодинамическом равновесии со своей жидкосп ю. Давление насыщенного пара при его сжатии остается постоянным, так как часть молекул переходит в жидкость. 5.
При сжатии жидкости давление резко возрастает, так как молекулы жидкости плотно упакованы, и силы межмолекулярного отталкивания играют существенную роль. 961. Испарение. Конденсация Т ЕТБ! Н В ПР Б! 1. Испарением называется парообразование со свободной поверхности жидкости. Конденсацией называется процесс возвращения в жидкость части молекул пара над поверхностью жидкости, Испарение происходит при условии, что кинетическая энергия находящейся в поверхностном слое молекулы жидкости Глава па Жидкость и ла 149 рей1еунна: Количество теплоты, выделяемое при кон- денсациисеребра: Д=ггль2,34 10" 05=- —.-1,17 10'Дж=1,17 МДж.
ахает: Ь)= 1,17 МДж. г. Дано: Р=75 Вт 1=!ч Репнине: Тепловую мощность можно определить по формуле Р= —. Выделяемое телом 0 ! человека количество теплоты () = ггл . Тогда масса испаряемой воды равна: Ц Р! 75 3600 уи-- — = — =, «0,12 кг. г 2,256 10' г =- 2, 256 л! -? Жайт: л1= 0,12кг. больше ее потенциальной энергии взаимодействия с другими молекулами. 2. Скорость испарения жидкости зависит от рода жидкости и ее температуры.
3. Удельной теплотой парообразования (испарения) называется количество теплоты, необходимое для превращения в пар 1 кг жидкости при постоянной температуре. Количество теплоты, которое подводится при парообразовании, идет на увеличение кинетической энергии молекул. 4. Жара при ветре переносится легче, так как молекулы воды, которые испарились с поверхности тела человека, не возвращаются обратно и поэтому не увеличивают его энергию и, соответственно, температуру. 5. Внутренняя энергия 1 кг пара больше внутренней энергии 1 кг воды, потому что энергия, затраченная на испарение 1 кг пара, превратилась в его внутреннюю (тепловую энергию). 160 61.
Исле енсе. Кенееясеция з, Дано: о1, =3 РйнеЕНиЕ: Количество теплоты, затрачиваемое на нагревание воды от О' С до 100' С, а =СЕЛ(ЕЕ-ЕЕ). На испарение необходимо количество теплоты Д, = жп . Считая мощность ЛЕ, =1 1 =О' 1. =10 с =- 4200 0Е Ж, чайника неизменной, получнм — = — '. Я дг,' у 9 мл пе, Тогда = — ', откуда см(1,-1,) де, ' Г = — 1" с(ге — е, ) = 4200 100. — = ЛЕ 9бЗ Ы, !80 = 2,25.10"Дж1кг. Ятв82: г=2,25 10" Дж1кг. Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания воды до 100' С, раино: Я =сгл(Ее — 1,) . Для превращения нагретой воды в пар необходимо количество теплоты ()1 = УЛЕ.
Искоьеое количество теплоты. Д = ле(с(1, — е, ) + г) = =1 (4200 100ч 2,26 1О') = = 2,68 1О'Дж =-2,68 МДж. Ответ: Д = 2. 68 МДж Глеев гс. Жидксопь ь ла Рещение: !'з, =с„гя,(г,-г,) =2 09 10'.4 1О ' 10= = 8,36 ! Ог Дж — количество теплоты, выделяющееся при остывании пара. Д =с,гя,(г,— г,)=4,2 1О' 0,1.90= =37,8 10'Дж — количество теплоты, необходимое для нагрева воды до !Обо С Я =пн, =2,34!О' 4.10'=93,6 1(РДж— количество теплоты, которое сможет выделиться прн конденсации всего пара. Так как Д„, >Д и Д, >Д ~, то температура равновесного состояния вещества в сосуде будет равна =100' С. 3 !)усть г!т — количество сконденсировавшегося пара. Тогда уравнение теплового баланса: Д'„+Д =Я,~, где Д'„, = бгяг .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
