4.6 Тепловая энергия, получаемая газом в тепловой машине от нагревателя, это кинетическая энергия молекул. Допустим, что, совершая работу, тепловой двигатель раскручивает маховик. Так что результатом действия тепловой машины также является кинетическая энергия. В чем главное отличие указанных выше кинетических энергий.
4.7 Сформулируйте и докажите теорему Карно.
4.8 Медный кубик массой 64 г остыл от 1000С до температуры воздуха в комнате 200С. Как и на сколько изменилась энтропия всего мира при этом?
4.9 Докажите, что обратимая тепловая машина имеет наибольший КПД из всех машин, работающих между заданными нагревателем и холодильником.
4.10 Электрическая печь мощностью 1 кВт поддерживает в комнате температуру 17°С при температуре наружного воздуха -13°С. Какая минимальная мощность потребовалась бы для теплового насоса, работающего по циклу Карно, для поддержания той же температуры в комнате?
4.11 Определите увеличение энтропии 200 г льда, растаявшего при 0°С. Удельная теплота плавления льда равна 2,3×105 Дж/кг.
4.12 Чему равен КПД идеальной тепловой машины, работающей между нагревателем при температуре T1 и холодильником при температуре T2? Выведите формулу КПД идеальной тепловой машины.
|
|
4.13 Термопара представляет собой два соединенных спая разнородных металлических проволок, например, меди и константана. Если спаи поддерживать при разных температурах, то термопара действует как источник тока. На концах проволоки возникает ЭДС. Один спай термопары поместили в теплоизолированный контейнер с 1 кг льда, другой спай находится в комнате при постоянной температуре 27°С. Термопару подключили к кипятильнику, опущенному в стакан с 200 г воды. Оцените, на сколько нагреет кипятильник воду, пока в контейнере не растает весь лед. Удельная теплота плавления льда равна 2,3×105 Дж/кг.
4.14 В расчетах изменения энтропии всего мира при работе тепловой машины не учитывается изменение энтропии рабочего тела. Не совершается ли ошибка при этом? Ответ аргументируйте.
4.15 Сосуд объемом 2V разделен перегородкой пополам. В одной половине 1 моль идеального газа, а в другой - вакуум. Перегородку резко убрали, позволив газу расшириться. Найдите изменение энтропии газа после установления теплового равновесия. Сосуд теплоизолирован.
4.16 Один моль идеального одноатомного газа изотермически расширился от объема V1 до объема V2 при температуре T. Увеличилась или уменьшилась энтропия газа при этом? На сколько?
|
|
4.17 Не противоречит ли результат действия теплового двигателя - превращение энергии хаотического движения молекул нагревателя в энергию упорядоченного движения молекул поршня - утверждению о том, что любой процесс в конце концов ведет к увеличению беспорядка, хаоса, к увеличению энтропии?
4.18 К двум совершенно одинаковым шарикам, один из которых висит на нетеплопроводной нити, а другой лежит на нетеплопроводной поверхности, подвели одинаковые количества теплоты при одной и той же температуре. Одинаково ли изменится энтропия шариков? Какие дополнительные данные надо иметь, чтобы количественно ответить на вопрос задачи?
5.1 При адиабатическом расширении газа его температура уменьшается, значит динамический беспорядок уменьшается. Как же это можно связать с утверждением о том, что энтропия в адиабатическом процессе не изменяется?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
