sk|cz|

Working gas

1. Vysvetlite prácu plynu a cyklický dej.

Riešenie:

Horúci plyn alebo vodná para môžu vykonávať prácu. Práca plynu za stáleho tlaku:

fyzika-praca-plynu-1.gif


2.

Vypočítajte prácu pary počas jedného zdvihu piesta, keď tlak pary na piest je 176.104Pa a plocha piesta je 700 cm2. Zdvih piesta je 55 cm.

Riešenie:

Rozbor:

p = 176.104Pa, S = 700.10-4 m2, h = 55.10-2m,

 fyzika-praca-plynu-2.gif

Práca pary počas jedného zdvihu piesta je W/ = 67,76 kJ


3.

Kyslík O2 (Mm = 32.10-3kg.mol-1) má hmotnosť 4kg a teplotu 0oC. Ako sa zvýši jeho teplota pri izobarickom deji, ak plyn pri tom vykoná prácu 10,4 kJ.

Riešenie:

Rozbor:

m = 4 kg,  Mm = 32.10-3kg.mol-1,  W‘ = 10,4.103J,  Rm = 8,314 J.kg-1.K-1

fyzika-praca-plynu-3.gif 

Teplota plynu sa zvýši o ΔT = 10 K.


4. Aká je hmotnosť paliva, ktoré spotrebujú motory lietadla pri lete na vzdialenosť 500 km, ak je jeho priemerná rýchlosť 250 km.h-1. Stredný výkon motora je 2 MW, účinnosť motora je 25% a výhrevnosť paliva 45 MJ.kg-1

Riešenie:

Rozbor:

s = 500 km = 5.105m,  v = 250 km.h-1= 69,44 m.s-1
P = 2.106 W,  H = 45.106 J.kg-1, η = 0,25   m = ?

fyzika-praca-plynu-4.gif 

Motory lietadla spotrebujú 1280 kg paliva.


5.

Spaľovací motor prijme od ohrievača s teplotou 900oC teplo 1.104J. Chladiču s teplotou 150oC odovzdá z neho 75 %. Aká je účinnosť motora? Aká je najväčšia účinnosť motora pracujúceho medzi týmito teplotami.

Riešenie:

Rozbor:

T1 = 1173,15 K,  T2 = 423,15 K,  Q1 = 1.104 J,  Q2 = 0,75.104 J

fyzika-praca-plynu-5.gif 

Účinnosť motora je η = 25 %, najväčšia účinnosť η max = 64 %.


6.

Ako znie „druhý termodynamický zákon“?

Riešenie:

Nie je možné zostrojiť periodicky pracujúci tepelný stroj, ktorý  by teplo prijaté od ohrievača celé premenil na užitočnú prácu.

Nie je možné, aby teplo samovoľne prechádzalo z chladnejšieho  telesa na teplejšie teleso.
              
„Druhý termodynamický zákon“ tvrdí, že nie je možné zostrojiť „perpetum mobile 2. druhu“, teda tepelný stroj, ktorý by pracoval bez strát a s účinnosťou η = 100 %.


7. Doplňte krátky test:

  • 1.) Merná molová hmotnosť oxidu uhličitého CO2 je: (12C, 16O)

          A.) 44.10-3kg.mol-1    B.) 55.10-3kg.mol-1    C.) 33.10-3kg.mol-1

  • 2.) Ktorá veličina nepatrí medzi základné stavové veličiny

          A.) teplota     B.) objem     C.) čas

  • 3.) Ideálny plyn má pri teplote 27oC objem V. Pri ktorej teplote má objem 0,75V?

          A.) –31oC     B.) 48oC    C.) –48oC

  • 4.) Ideálny plyn má pri teplote 0oC tlak 5MPa. Určite jeho tlak pri –50oC.

          A.) 3,04 MPa     B.) 4,08 MPa    C.) 5,03 MPa

  • 5.) Aká je výhrevnosť paliva, ak pri spálení 200 kg paliva sa uvoľní 620.107J tepla

          A.) 3,1.107J.kg-1    B.) 5,4.106J,kg-1    C.) 6,9.105J.kg-1

  • 6.) Aká je maximálna účinnosť parnej turbíny, ak je teplota ohrievača 530oC a teplota chladiča 50oC.

          A.) 60 %     B.) 65 %    C.) 70 %

  • 7.) Akú prácu vykoná ideálny plyn s látkovým množstvom 1 mol, ak sa pri stálom tlaku zvýši jeho teplota o 1K.
    A.) 1,38 J       B.) 8,314 J     C.) 6,022 J

Riešenie:

1A, 2C, 3C, 4B, 5A, 6A, 7B