Расклейщик объявлений( Домин )

Описание

6.Термодинамиканың бірінші заңы. Жылу қозғалтқыштары

Термодинамиканың бірінші заңының тұжырымы:
Жүйеге берілген ∆U жылу оның ішкі энергиясының өзгеруіне және жүйенің сыртқы денелермен істейтін A жұмысына жұмсалады.

Q=A+∆U

Мұндағы A - жүйе атқаратын жұмысы, Q - жүйге берілетін жылу, ∆U - жүйе ішкі энергиясының өзгерісі.
Егер Q жылу жүйеге, яғни газға берілсе, онда ол оң деп саналады. Егер жұмысты жүйе (газдың көлемі ұлғайғанда) атқарса, A жұмыс оң болады.
Термодинамиканың бірінші заңының ашылу тарихы бірінші ретте "мәңгі"
қозғалтқыштарды жасаудағы сәтсіздіктерге байланысты болды. Термодинамикада сырттан жылу алмай және машинаның ішінде қандай да бір өзгеріссіз, шексіз ұзақ жұмыс істейтін машиналарды бірінші ретті "мәңгі" жылу қозғалтқыштары деп атайды. Егер жүйе жылу мөлшерін алмаса, яғни Q = 0 болса, онда A = -∆U. Бұл жұмыс ішкі энергия азайғанда атқарылатынын көрсетеді. Энергия қоры таусыласа, онда машина жұмыс істеуін тоқтатады. Демек, энергия жұмсамай, шексіз ұзақ уақыт жұмыс істейтін қозғалтақыш жасау мүмкін емес.
Жылу машиналары (немесе қозғалтқыштары) деп жүйенің ішкі энергиясының бір бөлігін механикалық энергияға айналдыратын және соның есебінен жұмыс істейтін құрылғыларды айтады.

Машинаның пайдалы әрекет коэффициенті η (ПӘК) істелген жұмыстың қыздырғыштан алынған жылу мөлшеріне қатынасына тең:
η=Q1-Q2Q1=AQ
Ішкі энегияның механикалық энергияға айналуының идеал процесінде және жылуды жоғалту болмаған жағдайда, термодинамика дәлелдегендей, машинаның ең үлкен ПӘК-і:
η=T1-T2T1
мұндағы T1 - жұмыстық дененің ең жоғарғы температурасы; T2 - тоңазытқыштың немесе жанудан шыққан өнімнің ең жоғарғы температурасы.


Жаттығу есептер
А - тобы
Қуаты P=15 кВт қозғалтқыш 1 сағатта көлемі V=5 л бензин жұмсайды. Қозғалтқыштың ПӘК-ін табыңыз.

Жылу қозғалтқыштың ПӘК-і 100%-ке тең болуы мүмкін бе?

Булық турбинаның біріншісінде пайдалы жұмыс 1/5 бөлігі, ал екіншісінде 1/3 бөлігі болып табылады. Әр турбинаның ПӘК-ін процентпен көрсетіңіз.

Егер жанармай толық жанғанда 400 кДж энергия бөлініп, пайдалы жұмысы 80 кДж болса, жылу қозғалтқыштың ПӘК-і нешеге тең?

Жанармайдың толық жануы кезінде жылу қозғалтқышта 500 кДж жылу бөлінді. Егер ПӘК-і 30% болса, қанша пайдалы жұмыс жасады?

Жылу қозғалтқышы 120 кДж пайдалы жұмыс жасады. Егер ПӘК-і 25% болса, жанармайдың толық жануы кезінде қанша энергия бөлінді?

Меншікті жану жылуы 43 МДж/кг болатын 3 л жанармай жұмсап, трактор 38,7 МДж пайдалы жұмыс жасаса, трактордың ПӘК-ін анықтаңыз.



B - тобы
Идеальды жылу машина қыздырғышының температурасы 117℃, ал тоңазытқышта 27℃. Машинаның қыздырғыштан 1 с ішінде алатын жылуы 60 кДж. Машинаның ПӘК-ін, тоңазытқышқа 1 секундта берілетін жылуын және машинаның қуатын анықтаңыз.

Идеальды жылу машинада қыздырғыштан алынатын әрбір кДж энергиядан 300 Дж жұмыс жасалады. Егер тоңазытқыштың температурасы 280 К болса, қыздырғыштың температурасын және машинаның ПӘК-ін анықтаңыз.

Іштен жанатын қозғалтқыштың қуаты 36 кВт, 1 сағ жұмыс ішінде массасы 15 кг бензин жұмсады. Қозғалтқыштың ПӘК-ін анықтаңыз.

Жылу қозғалтқышта 30 мин ішінде жанармай жанып, 10,8 МДж энергия бөлінді. Егер ПӘК-і 20% болса, қозғалтқыштың қуатын анықтаңыз.

Жылу қозғалтқыштың қуаты 19 кВт, 3 сағ ішінде 12 кг жанармай жұмсады. Егер ПӘК-і 41% болса, қозғалтқыш қандай жанармайда жұмыс істеуі мүмкін?

Егер қозғалтқыштың ПӘК-і 25% болса, 110 кДж пайдалы жұмыс жасау үшін қанша табиғи газ жұмсау керек?

Жылу қозғалтқыш 2 сағ ішінде 6 кг керосин жұмсады. Егер ПӘК-і 25% болса, қозғалтқыштың қуаты қанша?

Іштен жанатын қозғалтқыштың қуаты 430 Вт, егер 8 сағ жұмыс істеп 1,5 л бензин жұмсаса, қозғалтқыштың ПӘК-ін анықтаңыздар.

С - тобы
Егер мотоцикл 108 км/сағ жылдамдықпен 100 км жолға 3,7 л жұмсаса, мотоциклдің қозғалтқышы қандай орташа қуатқа ие болады? Қозғалтқыштың ПӘК-і 25%.

Қалааралық автобус 80 км жолды 1 сағ ішінде өтті. Қозғалтқыштың орташа қуаты 70 кВт, ал ПӘК-і 25%-ке тең. Егер 100 км жолға 40 л жанармай жағу норма болса, тығыздығы 800 кг/м3 болатын дизельді жанармайды жолды жүріп өткенде үнемдейді?

Егер машинаның бөлшектеріндегі үйкелісті нөлге дейін төмендетсек, жылу машинасының ПӘК-і 100% болады ма?

Горизонтальды бағытта тұрақты жылдамдықпен жүріп келе жатқан автокөліктің қозғалтқышында жанармай жанып, 200 кДж энергия бөлінді. Егер ПӘК-і 40% болса, энергияның қанша бөлігі механикалық энергияға ауысты?

Автокөлік 80 км жол жүрді. Автокөліктің қозғалтқышы 40 кВт қуатқа ие болып, 14 л бензин жұмсады. Егер ПӘК-і 30% болса, автокөлік қандай орта жылдамдықпен жүрді?

Көтергіште ПӘК-і 30% болатын іштен жанатын қозғалтқыш қолданады. Көтергіштің көмегімен массасы 150 т құмды тереңдігі 40 м карьердің түбінен жердің бетіне дейін көтерді. Көтеру үшін қанша бензин жұмсады? g = 10 кг.

























А-тобы










1
2
3
4
5
6
7
29%
жоқ
20%;33%
20%
150кДж
480кДж
30%

















В-тобы



1
2
3
4
5
6
7
23%;46кДж;14кВт
30%;400К
19%
1,2кВт
Дизель
10г
9,6кВт
8






25%
















С-тобы










1
2
3
4
5
6
7
8,9кВт
2л
жоқ
өзгермейді

23%
6,1л