1. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70 % количества теплоты , полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, полученное от нагревателя, равно 5,00 кДж. Определить термический КПД цикла , работу, совершаемую в цикле .

2. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура холодильника ниже температуры нагревателя на 20 %. Какую работу совершает машина за один цикл, если при этом она получает  = 6000 Дж теплоты ?

3. Гелий  массой  в качестве рабочего тела используется в прямом цикле, состоящем из двух изобар, адиабаты и изохоры. В начальном состоянии гелий занимает объем  при давлении . При изобарном нагревании объем газа увеличивается в два раза, а затем газ адиабатно расширяется, в результате чего его температура уменьшается на . Затем газ изобарно охлаждают до первоначального объема и изохорно повышают давление до первоначального значения. Изобразить цикл в – координатах. Определить температуры характерных точек цикла, КПД цикла .

4. Мощность двигателя автомобиля 50,0 кВт. Расход бензина на 100 км пути равен 9,00 кг. С какой скоростью движется автомобиль, если КПД двигателя 60 %? Удельная теплота сгорания бензина 46,0 МДж/кг.

5. Нагреватель тепловой машины, работающей по обратимому циклу Карно, имеет температуру t₁==200°С. Определить температуру Т₂, охладителя, если при получении от нагревателя количества теплоты Q₁= 1 Дж машина совершает работу A=0,4 Дж? Потери на трение и теплоотдачу не учитывать.

Д.З.

1.  В цилиндре под поршнем находится водород массой m=0,02 кг при температуре T₁=300K. Водород начал расширяться адиабатно, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изо­термически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру Т₂, в конце адиабатного расширения и работу А, совершенную газом. Изобразить процесс графически.

2.  Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 2/3 количества теплоты Q₁, полученного от нагревателя, отдает охладителю. Температура Т₂ охладителя равна 280 К. Определить температуру T₁ нагревателя.

3. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества v=l моль, находится под давлением p₁=250кПа и занимает объем V₁=10 л. Сначала газ изохорно нагревают до температуры T₂=400 К. Далее, изотермически расширяя, доводят его до первоначального давления. После этого путем изобарного сжатия возвращают газ в начальное состояние. Определить термический КПД h цикла.

4. Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя . Определить термический КПД цикла и температуру  холодильника тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу .

5. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура T₁ нагревателя равна 470 К, температура Т₂ охладителя равна 280 К. При изотермическом расширении газ совершает работу A=100 Дж. Определить термический КПД η цикла, а также количество теплоты Q₂, которое газ отдает охладителю при изотермическом сжатии.

6. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества v=l моль, находится под давлением p₁=250кПа и занимает объем V₁=10 л. Сначала газ изохорно нагревают до температуры T₂=400 К. Далее, изотермически расширяя, доводят его до первоначального давления. После этого путем изобарного сжатия возвращают газ в начальное состояние. Определить термический КПД h цикла.

Семинар 10.