Β΄ Λυκείου Θερμοδυνάμική

Θερμική μηχανή υφίσταται την κυκλική μεταβολή που παριστάνεται στο παρακάτω διάγραμμα P-T.

 

Α) Να παραστήσετε την παραπάνω μεταβολή σε διάγραμμα P-V, εάν δίνεται ότι V_A=1L, και να υπολογίσετε για κάθε επιμέρους μεταβολή, τη θερμότητα Q, το έργο W και τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ΔU του αερίου.

Β) Να υπολογίσετε τον συντελεστή απόδοσης της θερμικής αυτής μηχανής καθώς επίσης και τον συντελεστή απόδοσης μιας μηχανής Carnot που θα λειτουργούσε μεταξύ των ίδιων ακραίων θερμοκρασιών της παραπάνω κυκλικής μεταβολής.

Γ) Εάν η μηχανή πραγματοποιεί 120 κύκλους σε 1 λεπτό να υπολογίσετε την μηχανική ισχύ που αποδίδει η μηχανή.

Δ) Εάν αυτή η θερμική μηχανή κινεί όχημα μάζας m=300kg, πόσα λίτρα βενζίνης θα καταναλώσει το όχημα ξεκινώντας από την ακινησία μέχρι να αποκτήσει ταχύτητα μέτρου 72km/h; Να θεωρήσετε ότι όλη η μηχανική ενέργεια που αποδίδει η μηχανή μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του οχήματος χωρίς απώλειες.

Δίνονται: Cv=3∙R/2, ln2=0,7, θερμότητα που παράγεται κατά την καύση της βενζίνης ανά μονάδα μάζας είναι 4∙10⁶ J/kg και η πυκνότητα βενζίνης d_β=800 kg /m³. 

Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.