Zadanie 8: Cykl przemian termodynamicznych silnika cieplnego
- Arkusz
- CKE Maj 2024 · Maj · 2024
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Termodynamika · Silniki cieplne i II zasada termodynamiki
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Analiza cyklu przemian termodynamicznych gazu doskonałego na wykresie p(V) oraz obliczanie bilansu cieplnego i zmian energii wewnętrznej.
Treść zadania
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność ciśnienia p od objętości V w cyklu przemian termodynamicznych ustalonej masy gazu doskonałego. Te przemiany gazu zachodzą podczas pracy pewnego silnika cieplnego S. Gaz oddaje ciepło do chłodnicy, a pobiera ciepło z grzejnika. Stany gazu, w których zmienia się rodzaj przemiany termodynamicznej, oznaczono symbolami: G1, G2, G3, G4. Wielkości p1 i V1 są – odpowiednio – ciśnieniem i objętością gazu w stanie G1. Ciepło molowe tego gazu przy stałej objętości wynosi Cv = 3/2 R, gdzie R jest stałą gazową.
Zadanie 8.1. (0–1)
W cyklu pracy silnika S gaz oddaje do chłodnicy ciepło równe (co do wartości bezwzględnej): |Qodd| = 9,5 ⋅ p1V1. Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. Ciepło pobrane z grzejnika przez gaz w cyklu pracy silnika S jest równe:
A. |Qpob| = 13,5 ⋅ p1V1
B. |Qpob| = 11,5 ⋅ p1V1
C. |Qpob| = 7,5 ⋅ p1V1
D. |Qpob| = 5,5 ⋅ p1V1
Zadanie 8.2. (0–3)
Wyprowadź wzór pozwalający wyznaczyć |ΔU41| – wartość bezwzględną zmiany energii wewnętrznej gazu w przemianie G4 → G1 – tylko za pomocą wielkości: p1 i V1. Zapisz odpowiednie równania i przekształcenia oraz podaj postać tego wzoru.