08.09. Циклы. Тепловые машины (26 – 29).

Уровень 1.

Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 420 Дж теплоты. Какую работу совершил газ, если КПД цикла 10 %? [42]

Тепловая машина совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику передается 300 Дж энергии. Определите КПД (в процентах) тепловой машины. [40]

КПД тепловой машины 50 %. Какую работу совершает машина за один цикл, если холодильнику при этом передается 700 Дж теплоты? [700]

КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 25 %. Какова температура (в °С) нагревателя, если температура холодильника 27 °С? [127]

Идеальная тепловая машина передает холодильнику 80 % теплоты, полученной от нагревателя. Найдите температуру (в кельвинах) нагревателя, если температура холодильника 248 К. [310]

КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 80 %. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника? [5]

Уровень 2.

Идеальный газ работает по циклу Карно. Абсолютная температура нагревателя 400 К, холодильника 300 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если абсолютную температуру нагревателя повысить на 200 К? [2]

Идеальный газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в 4 раза больше абсолютной температуры холодильника. Определите долю (в процентах) теплоты, отдаваемой холодильнику. [25]

Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100 °С, температура холодильника 0 °С. Найдите количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику. [273]

Уровень 3.

На подъем груза весом 1000 кН на высоту 6 м пошло 80 % всей механической работы, полученной в результате работы идеальной тепловой машины, у которой разность температур нагревателя и холодильника равна 125 К, а отношение количества теплоты, полученной от нагревателя, к его абсолютной температуре равно 300 Дж/К. Сколько циклов было совершено за время подъема груза? [200]

Идеальный одноатомный газ совершает замкнутый цикл, состоящий из двух изохорных и двух изобарных процессов. При изохорном нагревании давление увеличивается в 2 раза, а при изобарном нагревании объем увеличивается на 70 %. Найдите КПД (в процентах) цикла. [14]

Уровень 4.

Идеальный одноатомный газ совершает циклический процесс, состоящий из изохорного нагревания, при котором давление газа возрастает на 40 %, затем изобарного расширения и, наконец, возвращения в исходное состояние в процессе, в котором давление изменяется прямо пропорционально объему. Найдите КПД (в процентах) цикла. [4]

Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, используется для замораживания воды при 0 °С. Теплота отдается окружающему воздуху, температура которого 27 °С. Сколько минут потребуется для превращения в лед 420 г воды, если холодильная машина потребляет от сети мощность 25 Вт? Удельная теплота плавления льда 3,25·10⁵ Дж/кг. [9]

08.10. Свойства паров. Влажность (30 – 33).

Уровень 3.

В одном сосуде объемом 10 л находится воздух с относительной влажностью 40 %, а в другом сосуде объемом 30 л – воздух при той же температуре, но при относительной влажности 60 %. Сосуды соединены тонкой трубкой с краном. Какая относительная влажность (в процентах) установится после открывания крана? [55]

Для повышения относительной влажности на 20 % при температуре 20 °С в комнате объемом 50 м³ понадобилось испарить 180 г воды. Найдите плотность (в г/м³) насыщенных паров воды при температуре 20 °С. [18]

В сосуде при температуре 100 °С находится влажный воздух под давлением 1 атм. После изотермического уменьшения объема в 4 раза давление увеличилось в 3,8 раз. Чему была равна относительная влажность (в процентах) в начальном состоянии? Объемом сконденсировавшейся воды пренебречь. [30]

В сосуде при температуре 100 °С находится влажный воздух с относительной влажностью 90 % под давлением 1 атм. Объем сосуда изотермически уменьшили в 2 раза. На сколько процентов надо вместо этого увеличить абсолютную температуру, чтобы получить такое же конечное давление? Объемом сконденсировавшейся воды пренебречь. [20]

Уровень 4.

В закрытой теплице объемом 33,2 м³ относительная влажность в ночное время при температуре 15 °С была равна 92%. Какую массу (в г) воды надо дополнительно испарить в теплице днем, когда температура повысится до 27 °С, чтобы относительная влажность не упала ниже 75 %? Давление насыщенных паров воды при температуре 15 °С равно 1,7 кПа, при температуре 27 °С – 3,6 кПа. Молярная масса воды 18 кг/кмоль, универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [257]

В сосуде объемом 10 л находится влажный воздух с относительной влажностью 60 % под давлением 1 атм. На сколько процентов возрастет давление, если в сосуд дополнительно ввести 10 г воды и увеличить его объем в два раза? Температура в сосуде поддерживается равной 100 °С. Универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(моль·К). [20]

На электрической плитке стоит чайник с кипящей водой. Из носика чайника с отверстием площадью 3,73 см выходит пар со скоростью 0,83 м/с. Удельная теплота парообразования воды при 100 °С равна 2,2 МДж/кг. Найдите полезную мощность плитки, считая, что весь образующийся пар выходит через носик чайника. Атмосферное давление 100 кПа, молярная масса воды 18 кг/кмоль, универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [396]