В цилиндре находится газ для нагревания которого сжигают нефть массой

Видео:СССР. Нефть и газСкачать

§ 83. Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей

Для решения задач надо воспользоваться известными выражениями для определения КПД тепловых машин и иметь в виду, что выражение (13.17) справедливо только для идеальной тепловой машины.

Задача 1. В котле паровой машины температура 160 °С, а температура холодильника 10 °С. Какую максимальную работу может теоретически совершить машина, если в топке, коэффициент полезного действия которой 60 %, сожжён уголь массой 200 кг с удельной теплотой сгорания 2,9 • 10 7 Дж/кг?

Р е ш е н и е. Максимальную работу может совершить идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, КПД которой η = (Т₁ — Т₂)/Т₁, где Т₁ и Т₂ — абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Для любой тепловой машины КПД определяется по формуле η = A/Q₁, где А — работа, совершаемая тепловой машиной, Q₁ — количество теплоты, полученной машиной от нагревателя. Из условия задачи ясно, что Q₁ — это часть количества теплоты, выделившейся при сгорании топлива: Q₁ = η₁mq.

Тогда откуда А = η₁mq(1 — Т₂/Т₁) = 1,2 • 10 9 Дж.

Задача 2. Паровая машина мощностью N = 14,7 кВт потребляет за 1 ч работы топливо массой m = 8,1 кг, с удельной теплотой сгорания q = 3,3 • 10 7 Дж/кг. Температура котла 200 °С, холодильника 58 °С. Определите КПД этой машины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины.

Р е ш е н и е. КПД тепловой машины равен отношению совершённой механической работы А к затраченному количеству теплоты Qlt выделяющейся при сгорании топлива. Количество теплоты Q₁ = mq.

Совершённая за это же время работа А = Nt.

Таким образом, η = A/Q₁ = Nt/qm = 0,198, или η ≈ 20%.

Для идеальной тепловой машины η 6 Дж, передано холодильнику количество теплоты Q₂ = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

3. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

4. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 • 10 7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт • ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

5. Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт. Определите КПД двигателя, если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути. Плотность бензина 700 кг/м 3 . При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,5 • 10 7 Дж.

Видео:5 условий образования месторождения нефтиСкачать

Повторите материал главы 13 по следующему плану

1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ.

4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

«Тепловые двигатели и их роль в жизни человека»

Видео:Как образуется нефть?Скачать

В цилиндре находится газ,для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3*10^7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт*ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

При попадании пули массой m на скорости v в ящик с песком массы M последний обретает импульс
(M + m)u = mv
и начальную скорость
u = mv/(M + m)
Кинетическая энергия ящика (с пулей) (м + M)u²/2 расходуется на работу сил трения (M + m)gk на пути S:
(м + M)u²/2 = (M + m)gkS
откуда
u² = 2gkS
и
u = √(2gkS)
Таким образом
mv/(M + m) = √(2gkS)
откуда
v = (M + m)√(2gkS)/m = 5.02√2√10√0.1√k/0.01 = 710√k
Из общих соображений очевидно, что перемещение ящика сильно зависит от коэффициента трения — при прочих равных условиях. Поскольку коэффициент трения не задан, задача недоопределена.
При k = 0.2 — 0.8 (для разного рода опор)
скорость пули должна была бы быть в пределах
v = 1000 — 640 м/с соответственно

Читайте также: Течет главный тормозной цилиндр ваз 2109

Дано:
t=30 с
R=20 Ом
U=12 в
Найти: q, A
Решение:
По закону Ома

Из определения силы тока
q=It=0.6*30=18 (Кл)
Формула работы при перемещении заряда
A=qU=18*12=216 (Дж)
Ответ: 18 Кл; 216 Дж

Видео:Три теории появления нефтиСкачать

§ 83. Примеры решения задач по теме: КПД тепловых двигателей (окончание)

Задачи для самостоятельного решения

1. Какой должна быть температура нагревателя, для того чтобы стало возможным достижение значения КПД тепловой машины 80 %, если температура холодильника 27 °С?

2. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты Q₁ = 1,5 • 10 6 Дж, передано холодильнику количество теплоты Q₂ = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

3. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

4. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 • 10 7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт • ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

5. Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт. Определите КПД двигателя, если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути. Плотность бензина 700 кг/м 3 . При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,5 • 10 7 Дж.

Повторите материал главы 13 по следующему плану

1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ.

4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

«Тепловые двигатели и их роль в жизни человека»

1. Модели вечных двигателей. Их разоблачение.

2. Двигатели внутреннего сгорания. Дизельный двигатель.

3. С. Карно — создатель термодинамики.

4. Проблемы и пути повышения КПД тепловых двигателей.

5. Применение тепловых двигателей.

Видео:Как сегодня ищут нефть?Скачать

§ 83. Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей

Для решения задач надо воспользоваться известными выражениями для определения КПД тепловых машин и иметь в виду, что выражение (13.17) справедливо только для идеальной тепловой машины.

Задача 1. В котле паровой машины температура 160 °С, а температура холодильника 10 °С. Какую максимальную работу может теоретически совершить машина, если в топке, коэффициент полезного действия которой 60 %, сожжён уголь массой 200 кг с удельной теплотой сгорания 2,9 • 10 7 Дж/кг?

Р е ш е н и е. Максимальную работу может совершить идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, КПД которой η = (Т₁ — Т₂)/Т₁, где Т₁ и Т₂ — абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Для любой тепловой машины КПД определяется по формуле η = A/Q₁, где А — работа, совершаемая тепловой машиной, Q₁ — количество теплоты, полученной машиной от нагревателя. Из условия задачи ясно, что Q₁ — это часть количества теплоты, выделившейся при сгорании топлива: Q₁ = η₁mq.

Тогда откуда А = η₁mq(1 — Т₂/Т₁) = 1,2 • 10 9 Дж.

Задача 2. Паровая машина мощностью N = 14,7 кВт потребляет за 1 ч работы топливо массой m = 8,1 кг, с удельной теплотой сгорания q = 3,3 • 10 7 Дж/кг. Температура котла 200 °С, холодильника 58 °С. Определите КПД этой машины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины.

Р е ш е н и е. КПД тепловой машины равен отношению совершённой механической работы А к затраченному количеству теплоты Qlt выделяющейся при сгорании топлива. Количество теплоты Q₁ = mq.

Совершённая за это же время работа А = Nt.

Таким образом, η = A/Q₁ = Nt/qm = 0,198, или η ≈ 20%.

Для идеальной тепловой машины η 6 Дж, передано холодильнику количество теплоты Q₂ = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

3. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

4. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 • 10 7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт • ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

5. Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт. Определите КПД двигателя, если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути. Плотность бензина 700 кг/м 3 . При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,5 • 10 7 Дж.

Читайте также: Лансер 9 диаметр цилиндров

Видео:Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.Скачать

Повторите материал главы 13 по следующему плану

1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ.

4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

«Тепловые двигатели и их роль в жизни человека»

Видео:В горизонтальном цилиндрическом сосуде - Задача ЕГЭ по физике Часть 2Скачать

В цилиндре находится газ для нагревания которого сжигают нефть массой

В цилиндре находится газ,для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3*10^7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт*ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

Ответы и объяснения 1

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Видео:Основы геологии нефти и газаСкачать

Практическая работа «КПД тепловых двигателей, работа и мощность с учетом кпд», «Основы термодинамики».

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тема: Решение задач «КПД тепловых двигателей, работа и мощность с учетом кпд», «Основы термодинамики».

1 закрепить на практике знания по теме «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей», «Основы термодинамики»;

2 воспитание самоконтроля, чувства ответственности.

Тепловой двигатель – это устройство, превращающее тепловую энергию в механическую. В тепловом двигателе работа определяется разностью количества теплоты, полученного от нагревателя, и количества теплоты, отданной холодильнику.

Коэффициентом полезного действия теплового двигателя (КПД) называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

Коэффициент полезного действия любого теплового двигателя меньше единицы и выражается в процентах. Невозможность превращения всего количества теплоты, полученного от нагревателя, в механическую работу является платой за необходимость организации циклического процесса и следует из второго закона термодинамики.

В реальных тепловых двигателях КПД определяют по экспериментальной механической мощности N двигателя и сжигаемому за единицу времени количеству топлива. Так, если за время t сожжено топливо массой m и удельной теплотой сгорания q , то

Для транспортных средств справочной характеристикой часто является объем V сжигаемого топлива на пути s при механической мощности двигателя N и при скорости . В этом случае, учитывая плотность r топлива, можно записать формулу для расчета КПД:

Теорема Карно доказывает, что максимальное значение КПД двигателя не зависит от используемого рабочего тела, поэтому его можно вычислить, используя соотношения термодинамики для идеального газа:

Порядок выполнения работы : Каждый студент самостоятельно решает задачи согласно предложенному варианту.

1. В котле паровой машины температура 160 °С, а температура холодильника 10 °С. Какую максимальную работу может теоретически совершить машина, если в топке, коэффициент полезного действия которой 60 %, сожжён уголь массой 200 кг с удельной теплотой сгорания 2,9 • 10 7 Дж/кг?

2. Паровая машина мощностью N = 14,7 кВт потребляет за 1 ч работы топливо массой m = 8,1 кг, с удельной теплотой сгорания q = 3,3 • 10 7 Дж/кг. Температура котла 200 °С, холодильника 58 °С. Определите КПД этой машины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины.

3. Тепловой двигатель совершает за цикл работу 800 Дж. При этом холодильнику передается количество теплоты 1000 Дж. Определите количество теплоты, получаемое от нагревателя за один цикл и КПД двигателя.

4. Какой должна быть температура нагревателя, для того чтобы стало возможным достижение значения КПД тепловой машины 80 %, если температура холодильника 27 °С?

5. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты Q ₁ = 1,5 • 10 6 Дж, передано холодильнику количество теплоты Q ₂ = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

6. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

Читайте также: Не хватает компрессии в одном цилиндре причины

7. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 • 10 7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт • ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

8. Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт. Определите КПД двигателя, если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути. Плотность бензина 700 кг/м 3 . При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,5 • 10 7 Дж.

9. Тепловой двигатель израсходовал за 2 часа работы керосин массой 6 кг. Какова мощность двигателя, если его кпд 25%. Удельная теплота сгорания q керосина 46 Мдж/кг.

Тест «Основы термодинамики»

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Изменение внутренней энергии происходит при

1) совершении работы над телом без изменения его скорости,

2) осуществлении теплопередачи от тела,

3) изменении скорости движения тела.

2. Запись первого закона термодинамики для адиабатного процесса (Q= со nst ) имеет вид:

А .Q=A / Б . Q= Δ U В . Q= Δ U+ A / Г . A / = — Δ U

3. По формуле рассчитывается

А) количество теплоты, Б ) коэффициент полезного действия, В ) работа, Г) внутренняя энергия.

4. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа вычисляется по формуле:

5. Условием протекания изотермического процесса ( при m = cont) является:

А. V = 0 Б. Т = 0 В. Q = 0 Г. р = 0

6. На рисунке представлены адиабата, изотерма, изохора, изобара идеального газа. Графиком

изобары является: А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.

7. Формула работы при изобарном расширении газа имеет вид:

8. Переход газа из состояния А в состояние В совершается различными способами 1, 2, 3. Работа газа имеет максимальное значение при способе (рис. 1): А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 1 и 3.

(рис. 1) (рис. 2)

9. Минимальному значению температуры на графике изменения состояния идеального газа соответствует точка: А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.(рис. 2)

10. Физическая величина Единица измерения (СИ)

1) Q (количество теплоты) А) Дж (джоуль)

3) Т (абсолютная температура) В) Н (ньютон)

11. Название процесса. Запись первого закона термодинамики

1)Изотермический, Т= const А) Q =Δ U

2) Изохорный , V=const Б ) Δ U= A+ Q

3)Изобарный, р= const В) Q = A /

12. Газу передано количество теплоты 100 Дж, и внешние силы совершили над ним работу 300 Дж. Найти изменение внутренней энергии газа.

13. Найти работу, совершенную газом при переходе из состояния А в состояние В (рис.1).

рис.1 рис.2

14. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты 100 Дж и отдает холодильнику 60 Дж. Найти КПД машины.

15 . Найти работу, которую совершает идеальный газ за один цикл.( рис.2)

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Изменение внутренней энергии происходит при:

1) изменении потенциальной энергии,

2) совершении телом работы,

3) осуществлении теплопередачи телу.

А)1 Б)2 В) 3 Г) 1 и 2 Д)1и 3 Е)2и3

2. Запись первого закона термодинамики для изохорного процесса имеет вид:

А .Q=A / Б . Q= Δ U+ A / В . Q= Δ U Г . A = — Δ U

3. Выражение Δ U = А+ Q является

А) основным уравнением молекулярно-кинетической теории,

В) первым законом термодинамики,

Г) уравнением состояния идеального газа.

4. Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа вычисляется по формуле

5. Условием протекания изобарного процесса ( при m = const) является

А. V = 0 Б. Т = 0 В. Q = 0 Г. р = 0

6. На рисунке представлены адиабата, изотерма, изохора и изобара идеального газа. Графиком адиабаты является: А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.

7. Формула работы (А) при изотермическом расширении газа имеет вид

А . p(V ₂ — V ₁ ) Б . Ph В . pS Г . pSV

8. Переход газа из состояния А в состояние В совершается различными способами 1, 2,3. Работа газа имеет минимальное значение при способе (рис.1): А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 1 и 3.

(рис.1) (рис.2)

9. Минимальному значению внутренней энергии на графике изменения состояния идеального газа соответствует точка (рис. 2):

10. Физическая величина Единица измерения

3) С (удельная теплоёмкость) В) Па (Паскаль)

11. Название процесса, постоянный параметр Запись первого закона термодинамики

12 . Газу передано количество теплоты 120 Дж, и внешние силы совершили над ним работу 200 Дж. Найти изменение внутренней энергии газа.

13. Найти работу, совершенную газом при переходе из состояния А в состояние В (рис.1):

рис.1 рис.2

14. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты 120 Дж и отдает холодильнику 90 Дж. Найти КПД машины.

15. Найти работу, которую совершает идеальный газ за один цикл (рис. 2)

Форма отчета: работа оформляется в тетрадях для практических работ.

1. Рымкевич А.П. Физика. 10-11 классы. Пособие для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2014г.

2. Кирик Л. А., Ю.И. Дик, Физика.Сборник заданий: самостоятельные и контрольные работы.-М.: издательство «ИЛЕКСА», 2012г.

3. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. Учебно – методическое пособие. М.: Дрофа, 2014г.

4. Степанова Г. Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М.: Просвещение, 2012.

🔥 Видео

10 мифов о нефтиСкачать

Зачем улавливают углекислый газСкачать

Происхождение БЕСКОНЕЧНОЙ нефтиСкачать

Что будет, если закончится нефть, газ и уголь. Научные боиСкачать

Галилео. Нефть 🛢 OilСкачать

Основы геологии нефти и газа.Скачать

никакой Нефти и Газа на планете Земля НЕ СУЩЕСТВУЕТ!Скачать

Химия 10 класс (Урок№5 - Природные источники и переработка углеводородов.)Скачать

Сланцевые нефть и газ: вопросы и ответыСкачать

Как из нефти и газа получаются окружающие нас предметы - доступно и понятноСкачать

Тема 5. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений .Скачать