Zastosowanie I i II zasady termodynamiki oraz obliczanie sprawności silników cieplnych.
Zmiana energii wewnętrznej
Gazowi dostarczono 500 J ciepła, a gaz wykonał pracę 200 J. Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu.
I zasada termodynamiki: \( \Delta U=Q+W \), gdzie praca wykonana PRZEZ gaz jest ujemna dla układu.
Gaz pobiera ciepło: \( Q=+500\,\text{J} \), wykonuje pracę: \( W=-200\,\text{J} \).
Podstawiamy: \( \Delta U=500+(-200) \).
Obliczamy: \( \Delta U=300\,\text{J} \).
dU = 300 J
Sprawność silnika Carnota
Silnik cieplny pracuje między grzejnicą o temperaturze 600 K a chłodnicą o temperaturze 300 K. Oblicz maksymalną sprawność tego silnika.
Stosujemy wzór na sprawność Carnota: \( \eta_{max}=1-\frac{T_{ch}}{T_g} \).
Podstawiamy: \( \eta_{max}=1-\frac{300}{600} \).
Obliczamy: \( \eta_{max}=1-0{,}5=0{,}5 \).
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.
Potrzebujesz pomocy z fizyką?
Dołącz do kursu online albo umów indywidualne korepetycje. Tłumaczymy fizykę prosto — krok po kroku, aż zrozumiesz.