XIV. Кпд цикла и двигателя

1. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличился в n=4 раза. Определить термический КПД цикла.

2. Рабочее тело теплового двигателя - идеальный двухатомный газ - совершает цикл, состоящий из следующих процессов: изобарного, адиабатического и изотермического. В результате изобарного процесса газ нагревается от 300Кдо600К. Определить термический КПД теплового двигателя.

3. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества n=1 моль, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объемV_min=10л, наибольшийV_max=20л, наименьшее давлениеp_min=246кПа, наибольшееp_max=410кПа. Построить график цикла. Определить температуру газа для характерных точек цикла и его термический КПД.

4. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества n=1 мольи находящийся под давлениемp₁=0,1МПапри температуреT₁=300K, нагревают при постоянном объеме до давленияp₂=0,2МПа. После этого газ изотермически расширился до начального давления и затем изобарно был сжат до начального объемаV₁. Построить график цикла. Определить температуруTгаза для характерных точек цикла и его термический КПДh.

5. Идеальный многоатомный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар, причем наибольшее давление газа в два разабольше наименьшего, а наибольший объем вчетыре разабольше наименьшего. Определить термический КПДhцикла.

6. Найти расход горючего на 100кмдля автомобиля «Волга» при скорости90км/час, если КПД двигателя равен35,8%, а развиваемая им мощность равна в среднем0,4максимальной мощности, составляющей72кВт.

7. Автомобиль движется со скоростью 72км/час. Мощность двигателя60кВт, КПД30%. Каков расход бензина на1кмпути?

8. Реактивный самолет имеет 4 двигателя, каждый из которых развивает силу тяги30кН.КПД двигателей25%.Найти расход керосина на перелет длиной4000км.

9. Газовая нагревательная колонка потребляет 1,2м³метана вчас. Найти температуру подогретой воды, если вытекающая струя имеет скорость0,5м/с. Диаметр струи1см, начальная температура воды и газа11^оС. КПД нагревателя0,6.

10. Найти КПД цикла. Рабочее тело – одноатомный идеальный газ.

11. Найти КПД цикла. Рабочее тело – одноатомный идеальный газ.

12. Один кмольидеального газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом объем газа изменяется от25м³до50м³и давление изменяется от100кПадо200кПа. Во сколько раз работа, совершаемая при таком цикле, меньше работы, совершаемой в цикле Карно, изотермы которого соответствуют наибольшей и наименьшей температурам рассматриваемого цикла, если при изотермическом расширении объем увеличивается в2 раза?

13. Найти работу паровой машины, совершаемую за каждый цикл, если V₀=0,5л,V₁=1,5л,V₂=3л,р₀=0,1МПа,р₁=1,2МПа, коэффициент Пуассонаg=1,33. CD– адиабата.

14. Паровая машина мощностью 14,7кВтпотребляет за1 часработы8,1кгугля. Температура котла200^оС, температура холодильника58^оС. Найти фактический КПД машины и сравнить его с КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно с теми же температурами нагревателя и холодильника.

15. Найти КПД цикла, если V₁/V₂=5и коэффициент Пуассонаg=1,33. ВС иAD– адиабаты.

16. В цилиндрах карбюраторного двигателя газ сжимается адиабатически до V₂=V₁/6. Начальное давление90кПа, начальная температура127^оС. Найти давление и температуру газа в цилиндрах после сжатия. Коэффициент Пуассона1,3.

17. В цилиндрах карбюраторного двигателя газ сжимается адиабатически так, что после сжатия температура газа становится равной 427^оС. Начальная температура140^оС. Степень сжатияV₂/V₁=5,8. Найти показатель адиабаты.

18. Диаметр цилиндра карбюраторного двигателя 10см, ход поршня11см. Какой объем должна иметь камера сжатия, если известно, что начальное давление газа0,1МПа, начальная температура127^оСи давление в камере после сжатия1МПа. Процесс, происходящий в камере сгорания, считать адиабатическим. Найти работу, совершенную при сжатии. Воздух считать идеальным двухатомным газом.

19. Найти КПД карбюраторного двигателя, если V₁/V₂=4и коэффициент Пуассонаg=1,33. ВС иAD– адиабаты.

20. Найти КПД карбюраторного двигателя, если V₁/V₂=6и коэффициент Пуассонаg=1,33. ВС иAD– адиабаты.

21. Найти КПД карбюраторного двигателя, если V₁/V₂=8и коэффициент Пуассонаg=1,33. ВС иAD– адиабаты.

22. Карбюраторный двигатель мощностью 735,5Втпотребляет за1 час 265гбензина. Найти фактический КПД машины и сравнить его с КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно. Степень сжатия в цикле КарноV₂/V₁=6,2. Показатель адиабаты1,2.

23. Двигатель Дизеля имеет степень адиабатического сжатия 16и степень адиабатического расширения6,4. Какую минимальную массу нефти потребляет двигатель мощностью36,8кВтза1 час? Коэффициент Пуассона для адиабатCDиABg=1,3.

24. Идеальный двухатомный газ, занимающий объем 2л, подвергли адиабатическому расширению. При этом его объем возрос в5 раз. Затем газ подвергли изобарному сжатию до начального объема. В результате изохорного нагревания он был возвращен в первоначальное состояние. Постройте график цикла и определите термический КПД цикла.

25. Идеальный двухатомный газ (ν=3моль), занимающий объем5ли находящийся под давлением1МПа, подвергли изохорному нагреванию до500К. Затем газ подвергли изотермическому расширению до начального давления, а затем он в результате изобарного сжатия возвращен в первоначальное состояние. Постройте график цикла и определите термический КПД цикла.

26. Азот массой 500г, находящийся под давлением1МПапри температуре127^оС, подвергли изотермическому расширению, в результате которого давление газа уменьшилось в3 раза. После этого газ подвергли адиабатному сжатию до начального давления, а затем он был изобарно сжат до начального объема. Постройте график цикла и определите работу, совершенную газом за цикл.

27. Вычислить КПД двигателя для случая идеального одноатомного газа, если температуры в точках цикла равны Т_А=524К,Т_В=786К,Т_С=450К,Т_D=300К. Кривые ВС и DА – адиабаты.

28. Реактивный самолет пролетает с постоянной скоростью 900км/часпуть1800км, затрачивая при этом горючее массой4 тонны. Мощность двигателя самолета5990кВт,КПД=23%. Какова удельная теплота сгорания топлива, применяемого самолетом?

29. Какое количество керосина потребовалось бы сжечь, чтобы вывести спутник массой 1 тоннана круговую орбиту вблизи поверхности Земли, если бы сопротивления воздуха не было, и вся теплота целиком превращалась бы в работу? Удельная теплота сгорания керосина46МДж/кг.

30. Найти КПД цикла. Рабочее тело – одноатомный идеальный газ.

14