Chương 8 ôn tập kiểm tra vật lý 10 chủ đề 27 động cơ nhiệt và máy lạnh, nguyên lý 2 của nhiệt động lực học

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 CHỦ ĐỀ 27 ĐỘNG CƠ NHIỆT VÀ MÁY LẠNH NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A PHẦN LÍ THUYẾT Trình bày động nhiệt mặt: a) Nguyên tắc cấu tạo hoạt động b) Hiệu suất Hướng dẫn a) Nguyên tắc cấu tạo hoạt động: Động nhiệt thiết bị biến đổi nhiệt thành cơng Mỗi động nhệt có ba phận cấu thành sau: - Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân để tăng nhiệt độ - Bộ phận phát động tác nhân giãn nở sinh công - Nguồn lạnh để nhận nhiệt lượng tác nhân để tác nhân giảm nhiệt độ b) Hiệu suất động nhiệt: Công thức:   Q1  Q2 A  % Q1 Q1 Hiệu suất động nhiệt nhỏ 100% (n < 1) Muốn nâng cao hiệu suất động nhiệt phải nâng cao nhiệt độ T1 nguồn nóng hạ thấp nhiệt độ T2 nguồn lạnh Trình bày máy làm lạnh mặt: a) Khái niệm b) Hiệu http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hướng dẫn a) Khái niệm: Máy làm lạnh thiết bị dùng để lấy nhiệt từ vật truyền sang vật khác nóng nhờ nhận cơng từ vật ngồi b) Hiệu máy lạnh: vào mục đích sử dụng máy lạnh máy lạnh tốt với cơng tiêu thụ A lấy nhiều nhiệt lượng Q2 từ nguồn lạnh Hiệu máy lạnh tỉ số Q2 A:   Q2 Q2 Với Q1  Q2  A nên:   Q1  Q2 A Nêu cách phát biểu nguyên lí thứ hai nhiệt động lực học Hướng dẫn Có nhiều cách phát biểu nguyên lí thứ hai nhiệt động lực học, sau hai cáh phát biểu thường dùng: * Cách phát biểu Clau-di-út: nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng * Cách phát biểu Các-nô: chế tạo động vĩnh cửu loại hai (hoặc động nhiệt khơng thể biến đổi tồn nhiệt lượng nhận thành công học) Viết biểu thức hiệu suất cực đại máy nhiệt Làm để nâng cao hiệu suất động nhiệt? Hướng dẫn Ta gọi chung động nhiệt máy lạnh máy nhiệt Gọi T1 T2 nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh Các-nơ chứng minh hiệu suất cực đại:  max  T1  T2 T1 Muốn nâng cao hiệu suất động nhiệt phải nâng cao nhiệt độ T1 nguồn nóng hạ thấp nhiệt độ T2 nguồn lạnh Chú ý: Hiệu cực đại máy lạnh:  max  T2 T1  T2 B PHẦN BÀI TẬP http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Một động nhiệt làm việc sau thời gian tác nhân nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng 2,5.106J, truyền cho nguồn lạnh nhiệt lượng 1,8.106J Hãy tính hiệu suất thực động nhiệt ày so sánh với hiệu suất cực đại nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh 287C 47C Để giữ nhiệt độ phòng nhiệt độ ổn định, người ta dùng máy lạnh (trong trường hợp nười ta gọi máy điều hòa khơng khí) tiêu thụ cơng 4,8.106J Tính nhiệt lượng lấy từ khơng khí phòng giờ, biết hiệu máy lạnh   3, Một máy lạnh có hiệu cực đại hoạt động nguồn lạnh nhiệt độ 7C nguồn nóng nhiệt độ 47C Nếu máy cung cấp công từ động điện có cơng suất 80W máy lạnh lấy từ nguồn lạnh nhiệt lượng bao nhiêu? Biết máy cần làm việc thời gian nhờ chế điều nhiệt máy lạnh Một máy nước có cơng suất 28kW, nhiệt độ nguồn nóng t1  227C , nguồn lạnh t2  57C Biết hiệu suất động 2/3 lần hiệu suất lý tưởng ứng với nhiệt độ Tính lượng than tiêu thụ thời gian giờ, biết suất tỏa nhiệt than q = 34.106J Một động nhiệt lý tưởng hoạt động với nhiệt độ nguồn nóng 227C nguồn lạnh 27C a) Tính hiệu suất động b) Biết động có cơng suất 30kW Hỏi liền tỏa ho nguồn lạnh nhiệt lượng với nhiệt lượng kg xăng cháy hoàn toàn, biết suất tỏa nhiệt xăng q = 4,4.107J/kg C HƢỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ Hiệu suất thực:   Q1  Q2 2,5.106  1,8.106   0, 28  28 % Q1 2,5.106 Hiệu suất cực đại:  max  So sánh:    max T1  T2 (273  287)  (273  47)   0, 42  42 % T1 273  287 max 0, 42   1,5 lần  0, 28 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hiệu máy lạnh  Q2 A Nhiệt lượng lấy từ khơng khí phòng giờ: Q2   A  3, 2.4,8.106  1,54.107 J Dùng công thức  max  270 T2  5, ta tính  max  T1  T2 320  270 Vì theo định nghĩa   Q2 , ta suy Q2   A A Do động điệ cần làm việc thời gian nên động điện cung cấp công là: A = P.t = 80.1200 = 96000J Từ ta tính được: Q2 = 5,4.96000 = 518400J Hiệu suất lý tưởng: H max   Hiệu suất động cơ: H  T2 (273  57)  1  0,34 T1 (273  227) 2 H max  0,34  0, 23 3 A P.t P.t 2,8.104.4.3600 Mặt khác: H    Q1    12, 6.109 J Q1 Q1 H 0, 23 Lượng than cần dùng: m  Q1 12, 6.109   370kg q 34.106 a) Hiệu suất động nhiệt lý tưởng: H max   T2 300  1  0,  H max  40 % T1 500 b) Công thực 6h: A = N.t = 3.104.6.3600 = 64,8.107J Từ H max  A A 64,8.107  Q1    16, 2.108 J Q1 H max 0, http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 * Nhiệt lượng tỏa cho nguồn lạnh: Q2  Q1  A  16, 2.108  6, 48.108  9,72.108 J Q2 9, 72.108   22,1kg * Khối lượng xăng cần dùng: m  q 4, 4.107 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ...  Q2 2, 5 .106  1 ,8. 106   0, 28  28 % Q1 2, 5 .106 Hiệu suất cực đại:  max  So sánh:    max T1  T2 (27 3  28 7 )  (27 3  47)   0, 42  42 % T1 27 3  28 7 max 0, 42   1,5 lần  0, 28 http://dethithpt.com... 80 . 120 0 = 96000J Từ ta tính được: Q2 = 5,4.96000 = 5 184 00J Hiệu suất lý tưởng: H max   Hiệu suất động cơ: H  T2 (27 3  57)  1  0,34 T1 (27 3  22 7) 2 H max  0,34  0, 23 3 A P.t P.t 2 ,8. 104 .4.3600... * Nhiệt lượng tỏa cho nguồn lạnh: Q2  Q1  A  16, 2. 1 08  6, 48. 1 08  9, 72. 1 08 J Q2 9, 72. 1 08   22 ,1kg * Khối lượng xăng cần dùng: m  q 4, 4 .107 http://dethithpt.com – Website chuyên đề