2.2.5. Приклади розв’язування задач
1. Теплова машина, яка працює за циклом Карно, отримує від нагрівника за кожен цикл 2000 Дж. теплоти. Температура нагрівника 500К, холодильника – 300К. Яку механічну роботу виконує дана машина за один цикл та яку кількість теплоти при цьому буде віддано холодильнику? Визначте ККД даної машини.
Розв’язування:
Механічна робота, яку виконує дана машина, дорівнює:
А = Qн – Qх = 2000 – 1200 = 800 Дж.
=
Відповідь: - 1200 Дж, 800 Дж, = 0,4.
2. Температура нагрівника ідеальної теплової машини 500К, температура холодильника 400К. Визначити ККД і корисну потужність машини, якщо нагрівник передає їй 1700 Дж теплоти за секунду.
Розв’язування:
Відповідь: 0,2; 340 Вт.
3. Потужність двигуна на моторолері 882 Вт. На відстані 100км він витрачає 1,5кг бензину. ККД двигуна 15%. Визначити швидкість, з якою він проходить відстань 100км.
Розв’язування:
A=Pt,
t=
,
тоді
,
Q = qm, отже
=
8,5м/с.
Відповідь: 8,5м/с.
2.2.6. Задачі для самостійного розв’язування
1. Температура нагрівника ідеальної теплової машини становить 117°С, а холодильника 27°С. Кількість теплоти, що її дістає машина від нагрівника за 1с, дорівнює 60 кДж. Обчисліть ККД машини, кількість теплоти, яку збирає холодильник за 1с, і потужність машини.
Відповідь: = 23%, Q= 46 кДж, Р =14 кВт.
2. В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля енергії, що її дає нагрівник, виконується робота 300Дж. Визначити ККД машини і температуру нагрівника, якщо температура холодильника 280К.
Відповідь: = 30%; Тн= 400 К.
3. У паровій турбіні витрачається 0,35кг дизельного пального на 1 кВт·год. Температура пари, яка надходить у турбіну, дорівнює 250°С , температура холодильника 30°С .Обчислити фактичний ККД турбіни і порівняти його з ККД ідеальної теплової машини, яка працює за тих самих температурних умов.
Відповідь: 1 = 24%; 2 = 42%.
4. Двигун внутрішнього згорання витрачає за 1 год. 25, 3кг нафти. ККД двигуна 25%. Визначити потужність двигуна.
Відповідь: 81 кВт.
5. Якби кінетична енергія автомобіля «Волга» масою 1500кг, що рухається із швидкістю 33,3 м/с, раптово перетворилася на тепло, то скільки б теплоти виділилося?
Відповідь: 816,75 кДж.
Список джерел інформації
1. Дмитрієва В.Ф. Фізика. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів 1-2 рівнів акредитації, 2008
2. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика. Підручник для середніх спеціальних навчальних закладів. – К.: Высшая школа, 1983
3. Сиротюк В.Д. Фізика; підручник для 10 класів загальноосвітніх навчальних закладів (рівень стандарту), 2011
4. Кирик Л.А. Фізика 10 клас. Запитання , задачі, тести (рівень стандарту), 2010
5. Кирик Л.А. Фізика 10 клас. Різнорівневі самостійні та тематичні контрольні роботи (рівень стандарту), 2010
6.Альошина М.О. Фізика. Типові тестові завдання, 2011
7.Непорожня Л.В., Петренко А.М., Овсянніков О.А., Селезнев Ю.О Збірник завдань для державної підсумкової атестації з фізики. 11 клас – К.: Освіта, 2011
8.Гельфгат І.М. та ін. Збірник різнорівневих завдань для державної підсумкової атестації з фізики. – Харків: Гімназія, 2003. – 80 с.
9.Римкевич А.П. Збірник задач з фізики. – Харків: Олант, 2007. – 224с.
10.Дудінова О.В., Демченко К.Е. Фізика за всією шкільною програмою.- Харків: Вежа. ФОН Співак В.А., 2009. -380с.
11.Садовий А.І., Лего Ю.Г. Основи фізики з задачами і прикладами їх розв’язування. – Київ: Кондор, 2003. – 384с.