Физика. 10 класс

КПД тепловой машины

Как изменится КПД идеального теплового двигателя, если увеличить температуру нагревателя при неизменном значении температуры холодильника? Выберите один вариант ответа.

Двигатель внутреннего сгорания

Заполните пропуски в тексте.

Один из двигателей называется двигателем внутреннего сгорания потому, что топливо сгорает двигателя.

Тепловые двигатели

Вычеркните устройство, которое относится к тепловым двигателям.

1. Превращает тепловую энергию в механическую

2. Превращает электрическую энергию – в тепловую

3. Превращает внутреннюю энергию – в тепловую

4. Превращает солнечную энергию в механическую

КПД тепловой машины

Заполните пропуски в тексте. Ответ дайте целым числом.

Тепловой двигатель, рабочим телом которого является идеальный газ, совершает цикл, изображенный на рисунке. КПД двигателя равен %.

Тепловые двигатели

Выделите мышкой 3 слова, которые являются фамилиями учёных и конструкторов, внёсших вклад в создание теплового двигателя.

1. Немецкий конструктор, создавший двигатель, в котором топливо воспламенялось вследствие сжатия горючей смеси.

2. Французский ученый, рассчитавший максимальное значение КПД идеального теплового двигателя.

3. Английский изобретатель, сконструировавший первый в мире тепловой двигатель.

КПД тепловой машины

Заполните пропуски в тексте, выбрав правильные варианты ответа из выпадающего меню.

Максимально возможное значение КПД тепловой машины, использующей нагреватель с температурой 427$^\circ$ С и холодильник с температурой 27 $^\circ$ С, равно .

Идеальный тепловой двигатель рабочим телом которого является идеальный газ совершает цикл карно

Идеальный тепловой двигатель, рабочим телом которого является идеальный газ, совершает цикл Карно. При этом газ получает положительное количество теплоты

1) на одном участке этого цикла

2) на двух участках этого цикла

3) на трёх участках этого цикла

4) на всех участках этого цикла

Цикл Карно состоит из двух адиабат, изотермического расширения и изотермического сжатия. Газ получает положительное количество теплоты только при изотермическом расширении.

Правильный ответ указан под номером 1.

Некоторое количество одноатомного идеального газа находится при температуре T. Установите соответствие между пропущенным обозначением физической величины в формулах, представленных в левом столбце — для А) давления этого газа и Б) его внутренней энергии, и величинами, представленными в правом столбце. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца.

A)

Б)

2)

3)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Под буквой А) дано уравнение состояния идеального газа: Преобразовав его, получаем конечное уравнение

Под буквой Б) уравнение для внутренней энергии если сюда подставить значение для из уравнения состояния и, учтя, что получим:

Аналоги к заданию № 6925: 6957 Все

почему первая буква N, масса на молярную это же Кол-во вещеста, (Ню)

В закрытом сосуде находится идеальный газ при давлении 105750 Па и температуре, соответствующей среднеквадратичной скорости теплового хаотического движения молекул 494 м/с. Чему равна плотность этого газа? Ответ выразите в кг/м 3 и округлите до десятых долей.

Средняя энергия теплового движения молекул связана с абсолютной температурой газа соотношением

где — масса одной молекулы.

По определению среднеквадратичная скорость равна

Согласно уравнению состояния идеального газа давление связано с температурой газа

Тогда преобразуем предыдущее уравнение

Учитывая то, что плотность газа — это произведение массы одной молекулы на концентрацию газа, получим

В сосуде объёмом 1 л находится одноатомный идеальный газ при давлении 2 кПа. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекулы газа равна 610 −21 Дж. Сколько молекул газа содержится в этом сосуде?

1)

2)

3)

4)

Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона-Менделеева: Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа связан с температурой соотношением: Решая систему из этих двух уравнений и вспоминая связь между газовой постоянной, постоянной Больцмана и постоянной Авагадро для количества вещества в сосуде получаем: Отсюда, количество молекул газа в сосуде равно

На рисунке показан график зависимости давления некоторой массы идеального газа от температуры при постоянном объеме. Какой температуре соответствует точка А?

Идеальный газ при постоянном объеме подчиняется закону Шарля, согласно которому где T — абсолютная температура. Следовательно, если продолжать закон в область низких температур, получаем, что нулевому давлению идеального газа соответствует нуль абсолютной температуры. Таким образом, точке А соответствует температура 0 K.

здравствуйте! а разве не 0 С? т.к абсцисса такова.

Из графика видно, что при температуре газ имеет ненулевое давление, график пересекает вертикальную точку не в нуле. Если переписать закон Шарля так, чтобы температура измерялась в градусах Цельсия, он приобретет вид:

Это как раз уравнение прямой, имеющей корень при температуре . Если перейти назад в Кельвины, получим температуру в 1 К.

Добрый день. Тогда правильный ответ 1. Поскольку абсолютный ноль по шкале Цельсия = -273,15 градусов Цельсия.

Первый вариант ответа неправильный, так как там вообще написана абсурдная величина: отрицательная абсолютная температура, такого не бывает.

Кроме того имейте в виду, что в ЕГЭ по физике принято считать, что абсолютному нулю соответствует температура . Именно такое числовое значение указано в справочнике в начале варианта.

я извиняюсь за уже третий вопрос по этой задаче, (хотя для меня он первый), но разве можно делить на нуль? и разве можно достичь этого нуля?

Газовые законы для идеального газа, конечно, справедливы только при достаточно больших температурах, когда верны предположения о модели идеального газа. Поэтому в область низких температур линия продолжена пунктиром. Точка пересечения этого пунктира с осью температур действительно отмечает абсолютный нуль, который недостижим. В реальности, конечно, по мере снижения температуры газ в какой-то момент превратится в жидкость, и там будет уже совсем другое уравнение состояния.

На V—T диаграмме представлена зависимость объема идеального газа постоянной массы от абсолютной температуры.

Как изменяется давление в процессе 1—2—3?

1) на участках 1—2 и 2—3 увеличивается

2) на участках 1—2 и 2—3 уменьшается

3) на участке 1—2 уменьшается, на участке 2—3 остается неизменным

4) на участке 1—2 не изменяется, на участке 2—3 увеличивается

Для идеального газа при постоянном объеме выполняется закон Шарля, согласно которому Поскольку на участке 1—2 температура газа уменьшалась, получаем, что на этом участке давление так же уменьшалось. Как видно из диаграммы, на участке 2—3 изменение состояния газа идет таким образом, что а это означает, по закону Гей-Люссака, что давление газа на этом участке не изменяется.

Для участка 1-2 P/T=const, следовательно, если T уменьшалось, то P увеличивалось

Для участка 2-3 P=const

Такого варианта ответа нет

P/T=const, следовательно, P=const*T, следовательно, константа не меняется, и, если T уменьшилось, то P тоже уменьшается.

из рисунка видно , что объём увеличивается непропорционально температуре , значит давление на участке 2-3 уменьшается ,значит правильный ответ 2

На участке 2—3 объём прямо пропорционален температуре.

На ТV-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ получил количество теплоты, равное 50 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе, если его масса не меняется? (Ответ дайте в кДж.)

Из графика видно, что процесс шёл при постоянной температуре. В изотермическом процессе внутренняя энергия идеального газа не изменяется, а всё поступающее тепло тратится на совершение работы. Таким образом, газ совершил работу 50 кДж.

Идеальный газ находится в сосуде при температуре 250 К и давлении p = 10 5 Па. На графике зависимости давления p газа от его плотности изображён процесс перехода этого газа из состояния 1 в состояние 2. Определите температуру газа в состоянии 2. Ответ дайте в кельвинах.

Из уравнения состояния идеального газа: Учитывая, что получаем: В первом состоянии: откуда плотность равна: Во втором состоянии плотность равна: Из графика следует, что плотность не меняется, тогда Следовательно

Аналоги к заданию № 19725: 19757 Все

Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу Дж. Участок 3–1 — адиабата. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите работу газа на адиабате.

Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил:

Исследуем все участки цикла по отдельности. На участке 1-2 газ расширяется, совершая положительную работу кроме того его температура растет, а значит, и следовательно, газ получает тепло.

На участке 2-3 объем газа не изменяется, давление, а значит, и температура газа уменьшаются. Поэтому следовательно, газ отдает тепло холодильнику.

Участок 3-1, по условию, представляет собой адиабату, на этом участке газ не обменивается теплом с окружающей средой. Таким образом, все тепло, получаемое газом за цикл, передается ему на участке 1-2, а все тепло, отдаваемое им за цикл, отдается на участке 2-3.

Применим первое начало к участку 1-2: Работе газа на диаграмме соответствует площадь под графиком процесса: Используя уравнение Клаперойна — Менделеева для изменения внутренней энергии на участке 1-2 имеем:

Применим теперь первое начало ко всему процессу в целом. Так как он представляет собой замкнутый цикл, то изменение внутренней энергии за весь процесс равно нулю. Работу газа за цикл можно найти как разность работ на участках 1-2 и 3-1:

Добрый день! Почему давление в точке 2 в два раза больше р0?

Точки 1 и 2 лежат на прямой, проходящей через начало координат. Абсцисса точки 2 в два раза больше абсциссы точки 1, значит, и ордината точки 2 в два раза больше ординаты точки 1.

Но ведь мы не знаем, проходит ли прямая, которой принадлежат точки 1 и 2, под углом 45 к оси абцисс

Это выполняется для любой прямой, проходящей через начало координат.

Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу Дж. На адиабате 3–1 внешние силы сжимают газ, совершая работу Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите количество теплоты отданное газом за цикл холодильнику.

1) Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил:

Исследуем все участки цикла по отдельности. На участке 1—2 газ расширяется, совершая положительную работу кроме того его температура растёт, а значит, и следовательно, газ получает тепло.

На участке 2—3 объём газа не изменяется, давление, а значит, и температура газа уменьшаются. Поэтому следовательно, газ отдаёт тепло холодильнику.

Участок 3—1, по условию, представляет собой адиабату, на этом участке газ не обменивается теплом с окружающей средой. Таким образом, всё тепло, получаемое газом за цикл, передаётся ему на участке 1—2, а всё тепло, отдаваемое им за цикл, отдаётся на участке 2—3.

2) Применим первое начало к участку 1—2: Работе газа на диаграмме соответствует площадь под графиком процесса: Используя уравнение Клапейрона — Менделеева, для изменения внутренней энергии на участке 1—2 имеем:

3) Применим теперь первое начало ко всему процессу в целом. Так как он представляет собой замкнутый цикл, то изменение внутренней энергии за весь процесс равно нулю. Работу газа за цикл можно найти как разность работ на участках 1—2 и 3—1:

Ответ:

На графике не указано, что значение давления в точке 2 равно 2р0. На основании чего ученик это может определть?

На основании того, что участок 1-2 прямой и его продолжение проходит через начало координат.

Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу Дж. Участок 3–1 — адиабата. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите КПД цикла.

КПД цикла можно найти как отношение полезной работы к затраченному теплу

Согласно первому началу термодинамики переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил: Исследуем все участки цикла по отдельности.

На участке 1–2 газ расширяется, совершая положительную работу кроме того его температура растёт, а значит, и следовательно, газ получает тепло.

На участке 2–3 объём газа не изменяется, давление, а значит, и температура газа уменьшаются. Поэтому следовательно, газ отдаёт тепло холодильнику.

Участок 3–1 по условию представляет собой адиабату, на этом участке газ не обменивается теплом с окружающей средой. Таким образом, всё тепло, получаемое газом за цикл, передаётся ему на участке 1–2, а всё тепло, отдаваемое им за цикл, отдаётся на участке 2–3.

Применим первое начало к участку 1–2: Работе газа на диаграмме соответствует площадь под графиком процесса: Используя уравнение Клапейрона — Менделеева для изменения внутренней энергии на участке 1–2, имеем:

Таким образом,

Работа газа за цикл равна площади цикла, её можно выразить следующим образом, используя первое начало термодинамики для всего цикла целиком:

Таким образом, КПД равен

Ответ: приблизительно 0,16.

Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На адиабате 3–1 внешние силы сжимают газ, совершает работу Дж. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите работу газа на участке 1–2.

Согласно первому началу термодинамики переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил:

Исследуем все участки цикла по отдельности. На участке 1–2 газ расширяется, совершая положительную работу кроме того его температура растёт, а значит, и следовательно, газ получает тепло.

На участке 2–3 объём газа не изменяется, давление, а значит, и температура газа уменьшаются. Поэтому следовательно, газ отдаёт тепло холодильнику.

Участок 3–1 по условию представляет собой адиабату, на этом участке газ не обменивается теплом с окружающей средой. Таким образом, всё тепло, получаемое газом за цикл, передается ему на участке 1–2, а всё тепло, отдаваемое им за цикл, отдаётся на участке 2–3.

Применим первое начало к участку 1–2: Работе газа на диаграмме соответствует площадь под графиком процесса: Используя уравнение Клапейрона — Менделеева, для изменения внутренней энергии на участке 1–2 имеем:

Таким образом, Применим теперь первое начало ко всему процессу в целом. Так как он представляет собой замкнутый цикл, то изменение внутренней энергии за весь процесс равно нулю. Работу газа за цикл можно найти как разность работ на участках 1–2 и 3–1: