середу, 15 квітня 2020 р.

Четвер, 16 квітня

      Добрий день, шановні учні!!

Нагадаю, що сьогодні у 12.00 9 клас пише контрольну роботу!!!

16. 04. 2020
Четвер
Учням 10 та 11 класів пояснення і завдання надаються до кінця тижня, на четвер та п’ятницю.
11 клас
Фізика
              1. Опрацювати §§ 37,38
        2. Всеукраїнська школа онлайн. Подивитись уроки, посилання на які вам запропоновані:
     3,  Розв’язати задачі Впр 37, №№ 2, 3; Впр. 38, №№ 3, 4. Фото задач відправити за адресою omichka@ukr.net.

10 клас
    1. Пройти тест з термодинаміки RJPY54
     2. Розглянути методи розв’язування задач. Задачі записати у робочий зошит, фото відправити за адресою omichka@ukr.net.
Розв’язування задач по темі «Термодинаміка»
Зміна внутрішньої енергії тіл у процесі виконання роботи
Задача № 1
Свинцева куля, яка летить зі швидкістю 200 м/с, влучає у земляний вал. На скільки підвищилася температура кулі, якщо 78% кінетичної енергії кулі перетворилося на внутрішню енергію?
Розв’язування
Кінетичну енергію знаходимо за формулою Ек = mV2/2, 78% від кінетичної енергії – це 0,78mV2/2, ця частина енергії йде на нагрівання. Кількість теплоти нагрівання Q = cmΔt, тоді:
0,78mV2/2 = cmΔt,
звідки підвищення температури Δt = (0,78mV2)/(2cm). Скорочуємо масу кулі m, отримаємо:
Δt = (0,78V2)/(2c),
де с – питома теплоємність свинцю, с = 130 Дж/кгК. Підставимо у формулу значення величин:
 Δt = (0,78∙200∙200)/(2∙130) = 1200 С.
Відповідь: Δt = 1200 С.

Задача № 2
Сталевий уламок, падаючи з висоти 500 м, має біля поверхні землі швидкість
50 м/с. На скільки підвищилася температура уламка, якщо вважати, що вся робота опору повітря пішла на його нагрівання?
Розв’язування
Робота опору повітря – це різниця енергій А = mgh - mV2/2 = m(gh - V2/2). За умовою задачі робота пішла на нагрівання Q = cmΔt, тоді:
m(gh - V2/2) = cmΔt.
Скорочуємо ліву і праву частини рівняння на масу, отримаємо:
(gh - V2/2) = cΔt,
звідки Δt = (gh - V2/2)/с. Підставимо значення величин, де питома теплоємність сталі с = 460 Дж/кгК, отримаємо:
Δt = (10∙500 – 2500/2)/460 = 80 С.
Відповідь: Δt = 80 С.

Задача № 3
З якою найменшою швидкістю має летіти свинцева дробинка, щоб при ударі об перешкоду вона розплавилася? Вважати, що 80% кінетичної енергії перетворилося на внутрішню енергію дробинки, а температура дробинки до удару була 1270 С.
Розв’язування
80% кінетичної енергії – це 0,8mV2/2, ця енергія повинна піти на нагрівання дробинки від  t1 = 1270 С до температури плавлення свинцю t2 = 3270 С та на кількість теплоти плавлення, тобто:
0,8mV2/2 = cm(t2 – t1) + λm.
У лівій та правій частині рівняння скорочуємо масу дробинки:
0,8V2/2 = c(t2 – t1) + λ або 0,4V2 = c(t2 – t1) + λ,
звідки V = √[(c(t2 – t1) + λ)/0,4]. Питома теплоємність та питома теплота плавлення свинцю відповідно дорівнюють: с = 130 Дж/кгК, λ = 25 000 Дж/кг. Підставимо значення величин у формулу:
V = √[(130∙200 + 25 000)/0,4] = 357 м/с
Відповідь: V = 357 м/с.

Теплові двигуни
    1. Нагадаю, що є кілька формул для визначення ККД теплової машини:
η = A/Q1 (1), А -  робота двигуна, Q1 – кількість теплоти, що надходить від нагрівача, А = Q1 – Q2;    
η = (Q1 – Q2)/Q1 (2), де Q2 – кількість теплоти, що передається холодильнику;  
η = (T1 – T2)/T1 (3) де T1 – температура нагрівача, T2 – температура холодильника. Формули (1) та (2) використовуються для визначення ККД будь-яких теплових двигунів (машин), формула (3) – для ідеальних теплових машин.
2. Робочим тілом у теплових машинах (двигунах) є газ, тому температуру з Цельсіїв обов’язково перетворюємо на Кельвіни.
Задача № 4
Який ККД теплового двигуна потужністю 50 кВт, якщо за 10 с він передав навколишньому середовищу кількість теплоти 1 МДж?
Розв’язування
З одного боку робота А = Q1 – Q2, з другого боку А = Pt, тоді
Q1 – Q2 = Pt, звідки Q1 = Pt + Q2. ККД визначаємо за формулою:
η = A/Q1, підставляємо значення роботи та кількості теплоти Q1, отримуємо:
η = Pt/( Pt + Q2).
Підставимо значення величин, отримаємо:
η = (50 000∙10)/(50 000∙10 + 1 000 000) = 0,33 = 33%.
Відповідь: η = 33%
Задача № 5
Температура нагрівача ідеальної теплової машини дорівнює 4770 С. Якою повинна бути температура холодильника, щоб ККД машини дорівнював 80%?
Розв’язування
Формула для обчислення ККД ідеальної теплової машини:
η = (T1 – T2)/T1, де T1 = 477 + 273 = 750 К.  З цієї формули T1 – T2 = η T1, звідки T2 = T1 η T1. Виносимо  T1 за дужки, отримаємо:
T2 = T1(1 η). Підставимо значення величин:
T2 = 750(1 – 0,8) = 150 К.
Відповідь: T2 = 150 К.

Задача № 6
Температура нагрівача ідеальної теплової машини 1170 С, а холодильника
 270 С. Кількість теплоти, одержуваної машиною від нагрівача за 1 с, дорівнює 60 кДж. Обчислити ККД машини, кількість теплоти, що передається холодильнику за 1 с, і потужність машини.
Розв’язування
Формула для обчислення ККД ідеальної теплової машини:
η = (T1 – T2)/T1, де T1 = 117 + 273 = 390 К, T2 = 27 + 273 = 300 К. Підставимо значення величин:
 η = (390 – 300)/390 = 0,23 = 23%.
З другого боку η = (Q1 – Q2)/Q1, звідки Q2 = Q1(1 – η) = 60(1 - 0,23) = 46 кДж.
Потужність Р = А/t, А = Q1 – Q2 , тоді Р = (Q1 – Q2)/t. Підставимо значення величин:
Р = (60 – 46)/1 = 14 кВт.
Відповідь: η = 23%, Q2 = 46 кДж, Р = 14 кВт.

  Задача № 7
В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля енергії, одержуваної від нагрівача, виконується робота 300 Дж. Визначити ККД машини і температуру нагрівача, якщо температура холодильника 280 К.
Розв’язування
Дано: Q1 = 1000 Дж, А = 300 Дж, T2 = 280 К
Формула для визначення ККД теплової машини: η = A/Q1. Підставимо значення величин: η = 300/1000 = 0,3 = 30%.  З другого боку η = (T1 – T2)/T1, звідки
T2 = T1(1 η), з цієї формули T1 = T2/(1 η). Підставимо значення величин:
T1 = 280/(1 – 0,3) = 400 К.
Відповідь: η = 30%, T1 = 400 К.
Задача № 8
Яку середню потужність розвиває двигун мотоцикла, якщо при швидкості руху 108 км/год витрата бензину складає 3,7 л на 100 км шляху, а ККД двигуна 25%?
Розв’язування
Формула для визначення ККД теплової машини: η = A/Q (1). Роботу двигуна мотоцикла можна знайти за формулою: А = Pt (2), де Р – потужність двигуна, а t – час роботи двигуна, який визначаємо за формулою t = S/V (3), де шлях S = 100 км = 100 000 м = 105 м та швидкість руху мотоцикла V = 108 км/год = 30 м/с. Підставимо вираз (3) у формулу (2), отримаємо: А = (PS)/V (4). У формулі (1) Q – це кількість теплоти, що виділяється при згорянні бензину, її знаходимо за формулою: Q = qm (5), де q(питома теплота згоряння бензину) = 46 МДж/кг, m – маса бензину, але маса невідома, у літрах вимірюється об’єм
V = 3,7 л = 0,0037 м3 = 3,7∙10-3 м3 , тоді масу визначаємо за формулою m = ρV (6), де ρ – густина бензину, ρ = 700 кг/м3. Підставляємо вираз (6) у формулу (5), отримаємо: Q = qρV (7). Підставляємо формули (4) і (7) у формулу (1), отримуємо:
η = (PS)/(VqρV). З цієї формули Р = (ηVqρV)/S. Підставимо значення величин, отримаємо:
Р = (0,25∙30∙46∙106∙700∙3,7∙10-3)/105 = 8935,5 Вт = 8,9 кВт
Відповідь: Р = 8,9 кВт.


     3. Домашнє завдання. 
      Розв’язати задачі, зробити фото та відправити за адресою omichka@ukr.net.
Задача № 1
При згорянні палива у тепловому двигуні виділилася кількість теплоти 200 кДж. А холодильнику передано кількість теплоти 120 кДж. Знайти ККД теплового двигуна.
Задача № 2
Який ККД теплового двигуна, якщо робоче тіло, одержавши від нагрівача кількість теплоти 1,6 МДж, виконало роботу 400 кДж? Яку кількість теплоти передано холодильнику?
Задача № 3
Який ККД ідеальної теплової машини, якщо температура нагрівача дорівнює 3470 С, а температура холодильника 370 С?
Задача № 4
На теплоході встановлений дизельний двигун потужністю 80 кВт із ККД 30%. На скільки кілометрів шляху йому вистачить 1 т дизельного палива при швидкості руху 20 км/год? Питома теплота згоряння дизельного палива дорівнює 42 МДж/кг.

Немає коментарів:

Дописати коментар