Физика и астрономия · 12 клас · Модул 4. Атоми, вълни и кванти (72 ч.)
Топлинни машини
Име: Клас: Дата:
Топлинна машина получава от нагревателя 1000 J и отдава на охладителя 700 J за цикъл. Какъв е КПД ѝ?
- А) 30%
- Б) 70%
- В) 43%
- Г) 3%
Възможна ли е топлинна машина, която превръща в работа цялата топлина, получена от нагревателя?
- А) Да, при идеален газ
- Б) Да, при много висока температура
- В) Не, противоречи на втория принцип
- Г) Не, противоречи на закона за запазване на масата
Какъв е максималният възможен КПД на топлинна машина с нагревател при 600 K и охладител при 300 K?
- А) 50%
- Б) 100%
- В) 33%
- Г) 67%
Каква е ролята на охладителя в топлинната машина?
- А) Получава частта от топлината, която не се превръща в работа
- Б) Дава топлина на работното тяло
- В) Извършва работа върху буталото
- Г) Увеличава налягането на горивото
Двигател с КПД 25% извършва полезна работа 500 J за цикъл. Колко топлина получава от нагревателя за цикъл?
- А) 125 J
- Б) 625 J
- В) 2000 J
- Г) 1500 J
От какви основни части се състои всяка топлинна машина?
- А) Нагревател, работно тяло, охладител
- Б) Генератор, трансформатор, проводник
- В) Батерия, ключ, консуматор
- Г) Котел, помпа, вентилатор
Кое е работното тяло в парната турбина?
- А) Въглищата
- Б) Лопатките
- В) Охладителната вода
- Г) Водната пара
Кой от изброените двигатели е топлинен?
- А) Електродвигател
- Б) Трансформатор
- В) Двигател с вътрешно горене
- Г) Генератор
Какво показва коефициентът на полезно действие на топлинна машина?
- А) Колко бързо работи машината
- Б) Дял на топлината, станал работа
- В) Температурата на нагревателя
- Г) Масата на горивото
Кое устройство е обърната топлинна машина?
- А) Хладилникът
- Б) Парната турбина
- В) Ютията
- Г) Електрическата крушка
Как се изменя максималният възможен КПД, ако температурата на охладителя се понижи при същия нагревател?
- А) Намалява
- Б) Не се изменя
- В) Става 100%
- Г) Нараства
Топлинна машина с КПД 40% получава от нагревателя 2000 J за цикъл. Колко топлина отдава на охладителя?
- А) 800 J
- Б) 2000 J
- В) 1200 J
- Г) 1600 J
Охладителят на идеална топлинна машина е при 27 °C, а КПД ѝ е 25%. Каква е температурата на нагревателя?
- А) 375 K
- Б) 400 K
- В) 1200 K
- Г) 36 °C
Двигател с полезна мощност 20 kW има КПД 25%. Колко топлина получава от горивото за 1 min?
- А) 4,8 MJ
- Б) 1,2 MJ
- В) 0,3 MJ
- Г) 80 kJ
Реална топлинна машина работи между 800 K и 400 K и има КПД 30%. Колко процента е това от максимално възможния КПД?
- А) 30%
- Б) 80%
- В) 50%
- Г) 60%
Отговори
Топлинни машини
- 1. А) 30% η = (Q1 − Q2)/Q1 = 300/1000 = 30%.
- 2. В) Не, противоречи на втория принцип Такъв вечен двигател от втори род е невъзможен: част от топлината винаги се отдава на охладителя.
- 3. А) 50% η = 1 − T2/T1 = 1 − 300/600 = 0,5.
- 4. А) Получава частта от топлината, която не се превръща в работа Без отдаване на топлина на охладителя цикълът не може да се затвори (втори принцип).
- 5. В) 2000 J Q1 = A/η = 500/0,25 = 2000 J.
- 6. А) Нагревател, работно тяло, охладител Работното тяло получава топлина от нагревателя, извършва работа и отдава част от топлината на охладителя.
- 7. Г) Водната пара Нагрятата пара се разширява, върти лопатките и извършва работа.
- 8. В) Двигател с вътрешно горене В двигателя с вътрешно горене топлината от горенето на горивото става механична работа.
- 9. Б) Дял на топлината, станал работа η = A/Q1 показва каква част от получената топлина се превръща в работа.
- 10. А) Хладилникът Хладилникът пренася топлина от студеното към топлото тяло, като за това се извършва външна работа.
- 11. Г) Нараства ηmax = (T1 − T2)/T1; по-малко T2 дава по-голям КПД.
- 12. В) 1200 J A = 0,4·2000 = 800 J; Q2 = Q1 − A = 1200 J.
- 13. Б) 400 K T2/T1 = 1 − η = 0,75, T1 = 300/0,75 = 400 K.
- 14. А) 4,8 MJ A = Pt = 20 000·60 = 1,2 MJ; Q1 = A/η = 4,8 MJ.
- 15. Г) 60% ηmax = (800 − 400)/800 = 50%; 30/50 = 0,6, т.е. 60%.
Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН