Ciepło pobrane nie jest ciepłem netto
Silnik w cyklu pobiera 1200 J i oddaje 900 J. Wyznacz pracę, ΔU po cyklu i sprawność.
Dalsze części: b) Jaka jest algebraiczna suma ciepła w cyklu? c) Dlaczego dzielenie pracy przez tę sumę nie daje poprawnej sprawności silnika?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
W tym zadaniu
Wskazówka
Przy pełnym cyklu U wraca do wartości początkowej. Sprawność porównuje użyteczną pracę z całym ciepłem pobranym, nie z bilansem netto.
Rozwiązanie
Bilans po pełnym obiegu
Układ wraca do tego samego stanu, więc ΔU=0. Pierwsza zasada daje W=Qnetto=1200−900=300 J. Odpowiedź: praca 300 J, ΔU=0 i sprawność 25%.
Właściwy mianownik
Sprawność η=W/Qpobrane=300/1200=0,25. Pozostałe 75% pobranego ciepła oddano do otoczenia. Nie oznacza to zniknięcia energii.
Ciepło netto
Algebraiczna suma ciepła wynosi +300 J. Jest równa pracy właśnie dlatego, że ΔU po cyklu jest zerowe. Gdybyśmy dzielili W przez Qnetto, dostalibyśmy 300/300=1. Taki iloraz powtarza bilans, ale nie mierzy, jaka część 1200 J dopływu stała się pracą.
Podane ciepła nie zawierają temperatur zbiorników. Nie możemy z nich samych obliczyć granicy Carnota ani stwierdzić, że 25% jest maksymalną możliwą sprawnością wszystkich silników w nieznanych warunkach.
Powiązana teoria
Cykl na wykresie p(V): praca, ciepło i kierunek obiegu
Dalsza lektura
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto