1. Какие преобразования энергии происходят в тепловом двигателе?
В тепловом двигателе химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, а затем в механическую энергию.
2. Как определить работу газа по графику зависимости давления газа от его объёма?
Работа газа определяется площадью фигуры под графиком зависимости давления от объёма (pV-диаграммой). Если график замкнут, работа равна площади внутри цикла.
3. Каково назначение холодильника в тепловом двигателе?
Холодильник отводит теплоту от рабочего тела двигателя, позволяя ему продолжать цикл и поддерживать разницу температур.
4. Чему равен КПД реального теплового двигателя? Может ли КПД теплового двигателя быть равным 100%, если устранить все потери энергии?
КПД реального теплового двигателя меньше 100%, так как часть энергии теряется. Даже при устранении потерь КПД не достигнет 100% из-за второго начала термодинамики.
5. Что собой представляет цикл Карно? Почему адиабатный и изотермический процессы являются энергетически наиболее выгодными?
Цикл Карно — это идеальный цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов. Эти процессы минимизируют потери тепла, делая цикл максимально эффективным.
6. Чему равен КПД идеального теплового двигателя?
КПД идеального теплового двигателя зависит от температур нагревателя и холодильника: η = 1 - T2/T1, где T1 и T2 — абсолютные температуры.
7. Как повысить КПД реального теплового двигателя?
КПД реального теплового двигателя повышается за счёт уменьшения тепловых потерь, повышения температуры нагревателя, снижения температуры холодильника и улучшения материалов и технологий двигателя.
1. Чему равно количество теплоты, полученное тепловым двигателем от нагревателя, если он отдал холодильнику количество теплоты 400 кДж, а его КПД составляет 40% ?
КПД теплового двигателя выражается формулой η = (A/Q1) * 100%, где A — работа, а Q1 — количество теплоты от нагревателя. Работа двигателя равна A = Q1 - Q2, где Q2 = 400 кДж. Подставляем КПД: 0,4 = (Q1 - 400) / Q1. Решая уравнение: Q1 = 400 / (1 - 0,4) = 666,67 кДж.
Ответ: 666,67 кДж.
2. Чему должна быть равна температура холодильника идеального теплового двигателя, чтобы при температуре нагревателя 127 °C его КПД был равен 60%?
КПД идеального двигателя: η = 1 - T2/T1. Подставляем: 0,6 = 1 - T2 / (127 + 273). Решая: T2 = (1 - 0,6) * 400 = 160 К. Ответ: 160 К.