--> Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå: «ÊÏÄ òåïëîâûõ äâèãàòåëåé. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 13. Îñíîâû òåðìîäèíàìèêè

 


§ 83. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå: «ÊÏÄ òåïëîâûõ äâèãàòåëåé

Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ íàäî âîñïîëüçîâàòüñÿ èçâåñòíûìè âûðàæåíèÿìè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÊÏÄ òåïëîâûõ ìàøèí è èìåòü â âèäó, ÷òî âûðàæåíèå (13.17) ñïðàâåäëèâî òîëüêî äëÿ èäåàëüíîé òåïëîâîé ìàøèíû.

Çàäà÷à 1.  êîòëå ïàðîâîé ìàøèíû òåìïåðàòóðà 160 °Ñ, à òåìïåðàòóðà õîëîäèëüíèêà 10 °Ñ. Êàêóþ ìàêñèìàëüíóþ ðàáîòó ìîæåò òåîðåòè÷åñêè ñîâåðøèòü ìàøèíà, åñëè â òîïêå, êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ êîòîðîé 60 %, ñîææ¸í óãîëü ìàññîé 200 êã ñ óäåëüíîé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ 2,9 • 107 Äæ/êã?

Ð å ø å í è å. Ìàêñèìàëüíóþ ðàáîòó ìîæåò ñîâåðøèòü èäåàëüíàÿ òåïëîâàÿ ìàøèíà, ðàáîòàþùàÿ ïî öèêëó Êàðíî, ÊÏÄ êîòîðîé η = (Ò1 - Ò2)/Ò1, ãäå Ò1 è Ò2 — àáñîëþòíûå òåìïåðàòóðû íàãðåâàòåëÿ è õîëîäèëüíèêà. Äëÿ ëþáîé òåïëîâîé ìàøèíû ÊÏÄ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå η = A/Q1, ãäå À — ðàáîòà, ñîâåðøàåìàÿ òåïëîâîé ìàøèíîé, Q1 — êîëè÷åñòâî òåïëîòû, ïîëó÷åííîé ìàøèíîé îò íàãðåâàòåëÿ. Èç óñëîâèÿ çàäà÷è ÿñíî, ÷òî Q1 — ýòî ÷àñòü êîëè÷åñòâà òåïëîòû, âûäåëèâøåéñÿ ïðè ñãîðàíèè òîïëèâà: Q1 = η1mq.

Òîãäà îòêóäà À = η1mq(1 - Ò2/Ò1) = 1,2 • 109 Äæ.

Çàäà÷à 2. Ïàðîâàÿ ìàøèíà ìîùíîñòüþ N = 14,7 êÂò ïîòðåáëÿåò çà 1 ÷ ðàáîòû òîïëèâî ìàññîé m = 8,1 êã, ñ óäåëüíîé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ q = 3,3 • 107 Äæ/êã. Òåìïåðàòóðà êîòëà 200 °Ñ, õîëîäèëüíèêà 58 °Ñ. Îïðåäåëèòå ÊÏÄ ýòîé ìàøèíû è ñðàâíèòå åãî ñ ÊÏÄ èäåàëüíîé òåïëîâîé ìàøèíû.

Ð å ø å í è å. ÊÏÄ òåïëîâîé ìàøèíû ðàâåí îòíîøåíèþ ñîâåðø¸ííîé ìåõàíè÷åñêîé ðàáîòû À ê çàòðà÷åííîìó êîëè÷åñòâó òåïëîòû Qlt âûäåëÿþùåéñÿ ïðè ñãîðàíèè òîïëèâà. Êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q1 = mq.

Ñîâåðø¸ííàÿ çà ýòî æå âðåìÿ ðàáîòà À = Nt.

Òàêèì îáðàçîì, η = A/Q1 = Nt/qm = 0,198, èëè η ≈ 20%.

Äëÿ èäåàëüíîé òåïëîâîé ìàøèíû η < ηèä.

Èäåàëüíàÿ òåïëîâàÿ ìàøèíà

Çàäà÷à 3. Èäåàëüíàÿ òåïëîâàÿ ìàøèíà ñ ÊÏÄ η ðàáîòàåò ïî îáðàòíîìó öèêëó (ðèñ. 13.15). Êàêîå ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî òåïëîòû ìîæíî çàáðàòü îò õîëîäèëüíèêà, ñîâåðøèâ ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó À?

Ð å ø å í è å. Ïîñêîëüêó õîëîäèëüíàÿ ìàøèíà ðàáîòàåò ïî îáðàòíîìó öèêëó, òî äëÿ ïåðåõîäà òåïëà îò ìåíåå íàãðåòîãî òåëà ê áîëåå íàãðåòîìó íåîáõîäèìî, ÷òîáû âíåøíèå ñèëû ñîâåðøèëè ïîëîæèòåëüíóþ ðàáîòó. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà õîëîäèëüíîé ìàøèíû: îò õîëîäèëüíèêà îòáèðàåòñÿ êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q2, âíåøíèìè ñèëàìè ñîâåðøàåòñÿ ðàáîòà è íàãðåâàòåëþ ïåðåäà¸òñÿ êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q1. Ñëåäîâàòåëüíî, Q2 = Q1(1 - η), Q1 = A/η.

Îêîí÷àòåëüíî Q2 = (A/η)(1 - η).

Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ

1. Êàêîé äîëæíà áûòü òåìïåðàòóðà íàãðåâàòåëÿ, äëÿ òîãî ÷òîáû ñòàëî âîçìîæíûì äîñòèæåíèå çíà÷åíèÿ ÊÏÄ òåïëîâîé ìàøèíû 80 %, åñëè òåìïåðàòóðà õîëîäèëüíèêà 27 °Ñ?

2.  ïðîöåññå ðàáîòû òåïëîâîé ìàøèíû çà íåêîòîðîå âðåìÿ ðàáî÷èì òåëîì áûëî ïîëó÷åíî îò íàãðåâàòåëÿ êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q1 = 1,5 • 106 Äæ, ïåðåäàíî õîëîäèëüíèêó êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q2 = -1,2 • 106 Äæ. Âû÷èñëèòå ÊÏÄ ìàøèíû è ñðàâíèòå åãî ñ ìàêñèìàëüíî âîçìîæíûì ÊÏÄ, åñëè òåìïåðàòóðû íàãðåâàòåëÿ è õîëîäèëüíèêà ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 250 °Ñ è 30 °Ñ.

3.  ïàðîâîé òóðáèíå äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïàðà ñ òåìïåðàòóðîé 250 °Ñ ñæèãàþò äèçåëüíîå òîïëèâî ìàññîé 0,35 êã. Ïðè ýòîì ïàð ñîâåðøàåò ðàáîòó 1 êÂò • ÷. Òåìïåðàòóðà õîëîäèëüíèêà 30 °Ñ. Âû÷èñëèòå ÊÏÄ òóðáèíû. Óäåëüíàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ äèçåëüíîãî òîïëèâà 42 ÌÄæ/êã.

4.  öèëèíäðå íàõîäèòñÿ ãàç, äëÿ íàãðåâàíèÿ êîòîðîãî ñæèãàþò íåôòü ìàññîé 2 êã ñ óäåëüíîé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ 4,3 • 107 Äæ/êã. Ðàñøèðÿÿñü, ãàç ñîâåðøàåò ðàáîòó 10 êÂò • ÷. Íà ñêîëüêî èçìåíèëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãàçà? ×åìó ðàâåí ÊÏÄ óñòàíîâêè?

5. Äâèãàòåëü àâòîìîáèëÿ ðàçâèâàåò ìîùíîñòü 25 êÂò. Îïðåäåëèòå ÊÏÄ äâèãàòåëÿ, åñëè ïðè ñêîðîñòè 60 êì/÷ îí ïîòðåáëÿåò 12 ë áåíçèíà íà 100 êì ïóòè. Ïëîòíîñòü áåíçèíà 700 êã/ì3. Ïðè ñãîðàíèè 1 êã áåíçèíà âûäåëÿåòñÿ êîëè÷åñòâî òåïëîòû, ðàâíîå 4,5 • 107 Äæ.


Ïîâòîðèòå ìàòåðèàë ãëàâû 13 ïî ñëåäóþùåìó ïëàíó

1. Âûïèøèòå îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû è äàéòå èì îïðåäåëåíèå.

2. Ñôîðìóëèðóéòå çàêîíû è çàïèøèòå îñíîâíûå ôîðìóëû.

3. Óêàæèòå åäèíèöû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí è èõ âûðàæåíèå ÷åðåç îñíîâíûå åäèíèöû ÑÈ.

4. Îïèøèòå îñíîâíûå îïûòû, ïîäòâåðæäàþùèå ñïðàâåäëèâîñòü çàêîíîâ.

«Òåïëîâûå äâèãàòåëè è èõ ðîëü â æèçíè ÷åëîâåêà»

    1. Ìîäåëè âå÷íûõ äâèãàòåëåé. Èõ ðàçîáëà÷åíèå.
    2. Äâèãàòåëè âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ. Äèçåëüíûé äâèãàòåëü.
    3. Ñ. Êàðíî — ñîçäàòåëü òåðìîäèíàìèêè.
    4. Ïðîáëåìû è ïóòè ïîâûøåíèÿ ÊÏÄ òåïëîâûõ äâèãàòåëåé.
    5. Ïðèìåíåíèå òåïëîâûõ äâèãàòåëåé.
    6. Ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû èñïîëüçîâàíèÿ òåïëîâûõ äâèãàòåëåé.

«Ïðîåêòèðîâàíèå è ìîäåëèðîâàíèå òåïëîâîãî äâèãàòåëÿ»

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->