Scan Pic0037

Gęstość p definiuje się jako stosunek masy m substancji do zajmowanej przez nią objętości V:

Z wykresu odczytujemy, że w wyniku sprężania izotermicznego objętość pary w stanie nasycenia jest najmniejsza, więc wobec równych mas wszystkich porcji pary gęstość w tym przypadku ma wartość największą.

Rozwiązanie zadania 2.24 Prawidłowa odpowiedź: A.

Sprawność silnika Carnota r\_c jest dana wzorem:

=

T -T ■m ^Li

I gdzie T_t jest temperaturą źródła ciepła, a T₂ - temperaturą chłodnicy. Mamy zatem:

100 K «

7]_r =-= 0,268.

^G; 373 K

Rozwiązanie zadania 2.25 Prawidłowa odpowiedź: D.

Korzystamy z wzoru na sprawność silnika Carnota:

T    t

Zauważmy, że dla temperatury źródła równej temperaturze chłodnicy, to jest dla T-i = T₂, sprawność r\ jest równa zeru. Jeśli zaś T₁—><», to sprawność 77 —^l.

Szukaną zależność »E| przedstawia wykres D.

Rozwiązanie zadania 2.26

Prawidłowa odpowiedź: A.

Tak jak w poprzednich zadaniach sprawność silnika obliczamy z wzoru:

Jeśli T, = 4 T₂,    to rj

Oznaczamy przez Q, ciepło pobrane z grzejnika, a przez Q₂ ciepło oddane chłodnicy. Według przyjętej umowy (patrz zad. 2.3) ciepło Q₂ jest ujemne, bo jest ciepłem oddanym przez układ. Szukana w zadaniu wielkość to stosunek    .    ,

mM.

i

Qi -\Qz

Sprawność silnika można wyrazić także poprzez wyżej określone ciepła Qi i Qi jako

Q_t

Mamy zatem:

skąd

Qi '

* = 1-77 =#

Rozwiązanie zadania 2.27 Prawidłowa odpowiedź: A.

Zgodnie z przyjętą umową (patrz zad. 2.3) praca W wykonana przez silnik i ciepło Q₂ oddane chłodnicy są ujemne. Wartość bezwzględna tej pracy jest równa

W=Q,-|eJ-

Porównując wzory na sprawność silnika Carnota wyrażoną przez temperatury Tj źródła ciepła i T₂ chłodnicy, oraz ciepła Q, pobranego ze źródła i Q₂ oddanego chłodnicy otrzymujemy:

Stąd

t,-t₂ _Q₁~lQ₂l_|w|

V Q, Qj

O _ l^Wl^Ti _ 100J-500K ^Ql~T_t-T₂~ 100 K

= 500 J.

- 73 -