Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абражевич Э.Б. -> "Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика " -> 13

Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика - Абражевич Э.Б.

Абражевич Э.Б., Иванов Д.А., Кириченко А.В. Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика — М.: МЭИ, 1997. — 56 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikamolekulyafizikaitermodinamika1997.djvu
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 .. 17 >> Следующая


3. Второе начало термодинамики

3.1. КПД тепловой машины определяется как п = ——=

Qx Qx

А

Отсюда Q1 = А + j Q2], поэтому т) = = 0,2.

A + \Q2\

3.2. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно,

_ у» ^ ^

определяется как т) = —-- = — . Поэтому T2 = (1--)ТХ = 284 К.

тх Qx Qx

3.3. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно,

T-T О — IО I определяется как т) = —-2- = —!—і—21 _ По условию Ti = 3 Ti,

тх Qx

ICM Т, 1

поэтому jj^ = 1 — 77 = 1 — (1 ——) = — . Qx Tx Ъ

3.4. КПД тепловой машины определяется как 77 = ——\ЯіА . По

Qx

условию Qi = 1,2Qx, а ?i = 0,9Q2. Тогда П2 = 1 -Щ = 1 ¦

Qx '.2 Qx

T72 = 1-0,75(1-77,) = 0,55.

42 3.5. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно,

Ot -IQ2I

определяется как tj = ——¦—— , где Qi - теплота, полученная при

Ql

изотермическом расширении рабочего тела, a Qi - теплота, отданная рабочим телом при изотермическом сжатии. Тогда

OL = -L = 25 № 1-17

З, у-, Qvow + Qoib п с .6. По определению tj =-- . Работа за цикл

бпода бподв

равна площади цикла в координатах (р, v). Поэтому - (Pt ~ Рі)(У2 - V1) ¦ Количество теплоты, подведенное к газу

0подв = O41 +Q\l- Процесс 4-1 - изохорное нагревание, в соответствии с первым началом термодинамики Q4x = АС/41 + ^41 =

3 3 3

= АС/4, = —v/?Ar = -FA/? = -F,(p|-/?). Процесс 1-2 - изобарное

нагревание; в соответствии с первым началом термодинамики

Q12 = АС/, 2 + A12 = ^vRATl2 + Р1 АК=| VRAT12 + vRATl2 = ^vRATl2 =

= -ptiv2 - v1) . Окончательно tj = -г-(pi -.

2 ^(PX-Pl)+ ^MV2-F,)

3.7. КПД идеальной тепловой машины, т.е. тепловой машины,

rP_fJi fJi

работающей по циклу Карно, составляет tj = ~-- = 1—-. Если

Tx Tx

Tx=Tx+ AT , то Л' = 1--TjL~- Тогда Щ = ?1+АУ-Г2 Tx

11 Tx+AT п Tx+AT Tx-T2

п'

Окончательно — = 1,25 , т.е. КПД вырастет на 25 %. 1

3.8. Теплота, полученная при сгорании пороха Q = qm^.

л

Кинетическая энергия вылетевшей пули E=O^nw . По условию Tnv2

Qtj = E . Тогда mn =-= 2,15 г.

2 Щ

43 3.9. Теплота, полученная при сгорании бензина, составляет

Tt-Tj

Q = qm. КПД двигателя на превышает rjK = —-- . Поэтому

Т\

мощность двигателя N < к . Окончательно N < 44,2 кВт.

т

3.10. Массовый расход бензина составляет m = Vp. Теплота, полученная при его сгорании, Q = qm. КПД двигателя г) = — =

= ^,гдег Л.Тогда A^ = :^ = 766 Вт. Q V д 5

3.11. Теплота, полученная при сгорании топлива, составляет Q = qm. Тогда КПД турбины ^ = ^Д идеальной

T-T

тепловой машины т]к = —-- =0,42.

Т\

3.12. Если груз поднимают вверх по плоскости силой F, то по второму закону Ньютона ma = F + N + Fjp + mg. Проекции этого

уравнения на две взаимно перпендикулярные оси координат ( одна из которых направлена по вектору ускорения а) дают систему уравнений:

Г та = F -Frp- mgsin а\ [О = N- mg cos а .

Учитывая, что Fjp=JuN, получаем F = та + mg(sina + jucosa).

Сила F совершает работу по подъему тела на перемещении

h h

S =-. Тогда А = \та + mg(sina + /і cos а)]-= 1373 Дж.

sin а sin а

Средняя мощность подъема груза N= —, где г - время подъема

г

ат2 h , Iasina

груза. Поскольку -=--, то N = AJ--— = 687 Вт. КПД

2 sin а V Ih

А1ЮЛ mgh

подъемника находится как rj =-= —— = 15 %.

44 4. Свойства паров и жидкостей

4.1. Если в капилляр диаметром d поднялась вода на высоту h (рис.4.Г), то столбик воды будет находиться в равновесии при условии взаимной компенсации гидростатического давления столбика воды рг = pgh и

избыточного давления на мениск жидкости, возникшего за счет поверхностного натяжения,

2ст 4 ст

Ри зб= — =

. Учтем, что рг направлено вниз,

Рис.4.

а р»->5 - вверх. Тогда pgh-

4ст d

ah =

4ст

будет определяться как т = ph

Tvd1

Pgd !tad

Масса столбика воды

,1310-2 г.

4 g

4.2. Воспользуемся решением задачи 4.1, но учтем, что в данном случае (рис.4.2*) в трубке возникает два мениска - верхний и нижний. Тогда равновесие оставшегося водяного столбика запишется как pgh = рнзбі + риш, где р»збі и р»м -избыточные давления на мениски жидкости.

Поскольку Pygs = — , то h = = 2,88 см. Г pgr

4.3. Не смачиваемые водой ячейки решета становятся причиной образования менисков на нижней поверхности воды в решете.

2о"

Условие равновесия воды (см.задачу 4.1): pgh< —, поэтому

Рис.4.2*

h <

4ст Pgd

= 2,

см.

4.4. Сила поверхностного натяжения, действующая со стороны воды на спичку, F1 =СТ]/=2,88 мН и направлена в сторону воды. Сила поверхностного натяжения, действующая со стороны масла на спичку, F2=OV= 1.32 мН и направлена в сторону масла. Результирующая сила, действующая на спичку, определится как F = Fi - F2 = 1,56 мН и будет направлена в сторону воды.

45 4.5. При слиянии капель изменяется потенциальная энергия

поверхностного слоя жидкости. У одной исходной капли эта

энергия Eno = oS0, где So - площадь поверхности капли. Тогда

2 2 Еш = and , а для 8 капель Еп\ = Scrwd . Поскольку в процессе

сливания не меняется объем ртути, то 8 F0 = V, или 8-=-,
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 .. 17 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed