Working gas
1. Vysvetlite prácu plynu a cyklický dej.
Riešenie:
Horúci plyn alebo vodná para môžu vykonávať prácu. Práca plynu za stáleho tlaku:
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,
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
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 = ?
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
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