Termodynamika i ciepło · zadania

Zasady termodynamiki - zadania z rozwiązaniami

Zastosowanie I i II zasady termodynamiki oraz obliczanie sprawności silników cieplnych.

1Zmiana energii wewnętrznej

Gazowi dostarczono 500 J ciepła, a gaz wykonał pracę 200 J. Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu.

1
I zasada termodynamiki: \( \Delta U=Q+W \), gdzie praca wykonana PRZEZ gaz jest ujemna dla układu.
2
Gaz pobiera ciepło: \( Q=+500\,\text{J} \), wykonuje pracę: \( W=-200\,\text{J} \).
3
Podstawiamy: \( \Delta U=500+(-200) \).
4
Obliczamy: \( \Delta U=300\,\text{J} \).

dU = 300 J

2Sprawność silnika Carnota

Silnik cieplny pracuje między grzejnicą o temperaturze 600 K a chłodnicą o temperaturze 300 K. Oblicz maksymalną sprawność tego silnika.

1
Stosujemy wzór na sprawność Carnota: \( \eta_{max}=1-\frac{T_{ch}}{T_g} \).
2
Podstawiamy: \( \eta_{max}=1-\frac{300}{600} \).
3
Obliczamy: \( \eta_{max}=1-0{,}5=0{,}5 \).
4
Wynik wyrażamy w procentach: \( \eta_{max}=50\% \).

eta_max = 0,5 = 50%

Najczęściej zadawane pytania

Czy silnik może mieć sprawność 100 procent?+

Nie. Druga zasada termodynamiki zabrania - zawsze część ciepła trzeba oddać do chłodnicy. Sprawność Carnota jest górnym, nieosiągalnym w praktyce limitem.

Chcesz przerobić ten dział do końca?

W kursie dział „Termodynamika” ma lekcję wideo, cztery poziomy materiałów PDF (od teorii po arkusze CKE) i quiz. Możesz kupić sam ten dział za 177 zł albo cały kurs.

🔥 Dział 8: Termodynamika →📚 Cały kurs i ceny 👨‍🏫 Zobacz korepetycje

Więcej zadań

ZadaniaCiepło właściweObliczanie ilości ciepła potrzebnej do zmiany temperatury substancji za pomocą wzoru Q = m c dT.ZadaniaBilans cieplnyWyznaczanie temperatury końcowej mieszanin i nieznanych wielkości z zasady zachowania energii cieplnej.ZadaniaPrzemiany fazoweObliczanie ciepła związanego z topnieniem, krzepnięciem i parowaniem podczas zmian stanu skupienia.TeoriaTermodynamika i ciepło - teoriaWzory i definicje z termodynamiki.