Strona główna na telefon

324. Sprawność silnika Carnota

Termodynamika.

Ważne pojęcia termodynamiki

Grzejnik silnik Carnota ma temperaturę równa 800 kelwinów, a chłodnica temperaturę 400 kelwinów.

Jaką sprawność ma ten silnik Carnota (idealny)?
Ile ciepła (energii wewnętrznej w procesie cieplnego przepływu) oddała ten silnik do chłodnicy jeśli wykonał użyteczną pracę 10 kilodżuli?

Silnik Carnota.

Sprawność silnika Carnota.

Temperatura źródła (grzejnika, grzejnicy).

Temperatura chłodnicy (otoczenia).

Skala Kelwina.

Praca użyteczna.

Energia dostarczona do silnika.

Cieplny przepływ energii.

Ciepło.
Przemiana gazowa.

Cykl termodynamiczny.

Silnik Carnota jest teoretycznym cyklem przemian, w którym następuje zamiana energii wewnętrznej w pracę mechaniczna. Pełen cykl Carnota składa się z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych.

Mimo swej teoretycznej natury silnik Carnota jest podstawą do analizy rzeczywistych silników cieplnych.

W trakcie jednej przemiany adiabatycznej i jednej izotermicznej następuje sprężanie gazu kosztem pracy zewnętrznych sił.

W trakcie drugiej pary przemian izotermicznej i adiabatycznej następuje rozprężanie gazu.

W przemianach izotermicznych temperatura jest stała, musi więc być wymiana energii (ciepła) z otoczeniem. W przemianach adiabatycznych nie ma wymiany energii wewnętrznej (ciepła) z otoczeniem – zmienia się więc temperatura gazu.

Sprawność silnika Carnota definiujemy jako iloraz użytecznej pracy otrzymanej z silnika przez dostarczoną energię. Iloraz ten wyrażamy najczęściej w procentach.

Dla silnika Carnota zachodzi druga równość na sprawność silnika – jest ona równa ilorazowi różnicy temperatur źródła energii (ciepła) i chłodnicy przez temperaturę źródła. Ten ułamek też wyrażamy w procentach.

Zadanie

Grzejnik silnik Carnota ma temperaturę równa 800 kelwinów, a chłodnica temperaturę 400 kelwinów.

Jaką sprawność ma ten silnik Carnota (idealny)?
Ile ciepła (energii wewnętrznej w procesie cieplnego przepływu) oddała ten silnik do chłodnicy jeśli wykonał użyteczną pracę 10 kilodżuli?

Rozwiązanie

Grzejnik silnik Carnota ma temperaturę równa 800 kelwinów, a chłodnica temperaturę 400 kelwinów

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?