|
Г2 =700*0,914 = 640,2 К, |
и работа равна: |
|
|
8,314 |
^3 =- |
R |
|
— (Г, - Т 0 ) = --------(700 - 640,2) = 1242 Дж. |
|
-1 1 |
z |
0,4 |
в) На третьей |
стадии |
происходит сжатие азота (несамопроизвольный |
процесс) в изотермических условиях при Гг = 301 К от V3 = 5Vt до 1/4. Объем газа V4находим с помощью адиабаты:
|
|
|
= и |
|
|
J |
т2 |
изуравнения: |
7 |
j |
*= TQV J * |
Или, извлекая корень у ~ |
1 степени, получим: |
откуда: |
V4 = 1,251^. |
|
|
Работа изотермического сжатия азота (несамопроизвольный |
процесс) будет равна: |
|
|
|
|
У г |
|
|
|
W3 = - R T l n — ; |
W |
|
5 V \ |
|
V * |
л = —8,314 • 640,2 In-----±- |
|
|
4 |
1, Щ |
|
|
|
Откуда работа, затраченная на сжатие газа равна: |
|
WA |
=-7378,7 Дж. |
|
|
|
г) Для четвёртой стадии цикла Карно работа адиабатического процесса сжатия азота будет равна работе адиабатического процесса на третьей стадии, но со знаком минус:
W, = |
R |
(Г, - Тг,) = |
8 |
314 |
--------у - 1 |
— !------ |
(700 - 640,2) = -1242 Дж. |
4 |
1 1 |
0,4 |
д) Суммарная работа будет равна:
W = Wx +W 2 + W 3 +W A = W l - W3 = 8067-7378 = 708Дж.
е) КПД цикла Карно равен:
700 - 640,2
WA = |
R (7} - T 2) = -617,3 дж. |
|
Y - l |
Работа, произведённая тепловой машиной за один цикл, будет |
равна: |
|
W = W l +W2 +W3 +W4 |
= W 1 - W 3 = 2493 - 2222,7 = 273,3 Дж. |
д) КПД тепловой машины равен: |
|
W |
|
273,3 |
п = — |
= |
= 0,1086- |
Qi |
|
2493 |
7. Тепловым насосом служит холодильная машина, работающая по обратимому (идеальному) циклу Карно. Эта машина отбирает энергию в форме теплоты от более холодного тела при затрате определённого количества работы и передаёт её более нагретому телу или системе.
Температура окружающей среды 7] =273 К, а температура в комнате
Т2 |
=291 К. От холодильника передаётся |
в комнату Q \ =250 Дж |
энергии в форме теплоты. |
|
|
|
|
|
Количество теплоты, которая отбирается от внешней среды |
холодильником, определится по сумме приведённых теплот: |
|
|
|
О-г |
_ Q i |
|
|
откуда <2г равно: |
|
т2 |
V |
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
97Я |
= 234,53 Дж. |
|
Q 2 = Q . i l = 250— |
|
2 |
1Т2 |
|
291 |
|
|
|
Работа, которую при этом должна затратить холодильная машина, |
определится по 1-му закону термодинамики: |
|
|
W = Qi - Q2 = 250 - 234,53 = 15,47 Дж. |
б) |
Можно решать эту задачу следующим способом. |
|
Коэффициент полезного действия холодильной машины |
определится по уравнению: |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
= |
тх |
|
|
х м |
Й 1 - Й 2 |
Г , - Г 2 |
или |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
!1 |
_ |
|
|
Пх.м. = тх-т2 |
W |
