เกรด 8 การปฏิบัติ
โจทย์ฟิสิกส์: เครื่องยนต์ร้อน, เกรด 8
Gas operation, engine design and efficiency.
ที่นี่คุณสามารถอ่านเงื่อนไขและการวิเคราะห์โซลูชันได้โดยไม่ต้องมีบัญชี ในเครื่องจำลอง คุณต้องรวบรวมการวิเคราะห์เดียวกันด้วยตนเอง: สูตร "ที่ได้รับ" ลำดับขั้นตอนและคำตอบ
โจทย์
ตัวเลือกคำตอบมีไว้ตรวจสอบ ส่วนวิธีทำเปิดได้ใต้โจทย์แต่ละข้อ
โจทย์ข้อที่ 22
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์คำอธิบายสอดคล้องกับแนวคิดใด: “แก๊สทำงานเชิงกลเมื่อมีการขยายและเคลื่อนลูกสูบหรือใบพัดกังหัน»?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{แก๊สทำงานเชิงกลเมื่อมีการขยายและเคลื่อนลูกสูบหรือใบพัดกังหัน}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
พลังงานภายในบางส่วนของแก๊สเปลี่ยนเป็นพลังงานเชิงกล ส่วนการอัดด้วยแรงภายนอกอาจเพิ่มพลังงานภายในได้
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{งานที่แก๊สขยายตัวทำ}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{งานที่แก๊สขยายตัวทำ}
โจทย์ข้อที่ 23
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์คำอธิบายสอดคล้องกับแนวคิดใด: “เครื่องยนต์ความร้อนที่เชื้อเพลิงเผาไหม้ภายในกระบอกสูบ และแก๊สที่ขยายตัวออกแรงต่อลูกสูบ»?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{เครื่องยนต์ความร้อนที่เชื้อเพลิงเผาไหม้ภายในกระบอกสูบ และแก๊สที่ขยายตัวออกแรงต่อลูกสูบ}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
วัฏจักรสี่จังหวะประกอบด้วยจังหวะดูด อัด กำลัง และคาย โดยได้งานที่ใช้ประโยชน์เป็นหลักในจังหวะกำลัง
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{เครื่องยนต์สันดาปภายใน}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{เครื่องยนต์สันดาปภายใน}
โจทย์ข้อที่ 24
เครื่องยนต์ร้อนในระหว่างจังหวะใดของเครื่องยนต์สี่จังหวะที่ก๊าซที่ให้ความร้อนทำงานโดยตรงกับลูกสูบ?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{วงจร}
- \text{สี่ ชั้นเชิง}
\text{เอาชนะ มีประโยชน์ ทำงาน} - ?
- \text{หลังจากนั้น การจุดระเบิด ความดันแก๊ส อย่างรวดเร็ว การเจริญเติบโต}
- \text{แก๊ส การขยายตัว และ ผลักดัน ลูกสูบ}\text{คนงาน ย้าย}
ตอบ\text{คนงาน ย้าย}
โจทย์ข้อที่ 25
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมคำอธิบายสอดคล้องกับแนวคิดใด: “อุปกรณ์ที่ทำงานเป็นวัฏจักร รับความร้อนจากแหล่งร้อน ทำงาน และถ่ายพลังงานบางส่วนให้แหล่งเย็น»?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{อุปกรณ์ที่ทำงานเป็นวัฏจักร รับความร้อนจากแหล่งร้อน ทำงาน และถ่ายพลังงานบางส่วนให้แหล่งเย็น}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
เป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงความร้อนที่ได้รับทั้งหมดไปเป็นงาน ดังนั้นประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจริงจึงน้อยกว่าหนึ่ง
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{เครื่องยนต์ความร้อน}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{เครื่องยนต์ความร้อน}
โจทย์ข้อที่ 26
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมคำอธิบายสอดคล้องกับแนวคิดใด: “อัตราส่วนของงานสุทธิที่เครื่องยนต์ความร้อนให้ในหนึ่งวัฏจักรต่อความร้อนที่สารทำงานรับจากแหล่งร้อนในวัฏจักรเดียวกัน»?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{คำอธิบาย}
- \text{อัตราส่วนของงานสุทธิที่เครื่องยนต์ความร้อนให้ในหนึ่งวัฏจักรต่อความร้อนที่สารทำงานรับจากแหล่งร้อนในวัฏจักรเดียวกัน}
\text{ชื่อเรื่อง แนวคิด} - ?
- \text{มาเปรียบเทียบกัน การอนุมัติ ด้วย คำนิยาม}
สำหรับเครื่องยนต์ η = A/Q₁ ความร้อน Q₁ ที่ถึงสารทำงานอาจน้อยกว่าพลังงาน qm จากเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ หากประเมินทั้งระบบเทียบกับเชื้อเพลิง ให้ใช้ A/(qm) ซึ่งรวมการสูญเสียระหว่างถ่ายโอนความร้อน อย่าปะปนขอบเขตการคำนวณทั้งสอง
- \text{มากำหนดกัน ข้อสรุป}\text{แนวคิด} = \text{ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน}
ตอบ\text{แนวคิด} = \text{ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน}
โจทย์ข้อที่ 27
เครื่องยนต์ร้อนเครื่องยนต์ได้รับพลังงาน 400 กิโลจูลจากเชื้อเพลิงและทำงานที่มีประโยชน์ได้ 120 กิโลจูล ค้นหาประสิทธิภาพ
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- A
- 120\,\text{кДж}
- Q_1
- 400\,\text{кДж}
\eta - ?
- \eta=\frac{A}{Q_1}\eta=\frac{120}{400}\eta = 0{,}3
- \eta=30\,\%
ตอบ30\,\%
โจทย์ข้อที่ 115
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์ก๊าซขยายตัวที่ความดันคงที่ 100000 Pa เพิ่มระดับเสียงโดย 0{,}002 ลบ.ม. หางานที่ทำโดยก๊าซ
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- p
- 100000\,\text{Па}
- V
- 0{,}002\,\text{м}^{3}
A - ?
- A=p\Delta VA=100000 \cdot 0{,}002A=200\,\text{Дж}
ในระหว่างการขยายตัว งานที่ทำโดยแก๊สจะเป็นค่าบวก
ตอบ200\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 116
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์ก๊าซขยายตัวที่ความดันคงที่ 200000 Pa เพิ่มระดับเสียงโดย 0{,}003 ลบ.ม. หางานที่ทำโดยก๊าซ
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- p
- 200000\,\text{Па}
- V
- 0{,}003\,\text{м}^{3}
A - ?
- A=p\Delta VA=200000 \cdot 0{,}003A=600\,\text{Дж}
ในระหว่างการขยายตัว งานที่ทำโดยแก๊สจะเป็นค่าบวก
ตอบ600\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 117
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์รับแก๊สแล้ว 1000 เจของความร้อนและขยายตัวจาก 0{,}002 ขึ้นไป 0{,}005 m³ ที่ความดันคงที่ 100000 Pa. ค้นหาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 1000\,\text{Дж}
- V_1
- 0{,}002\,\text{м}^{3}
- V_2
- 0{,}005\,\text{м}^{3}
- p
- 100000\,\text{Па}
\Delta U - ?
- A=p(V_2-V_1)A=100000 \cdot (0{,}005 - 0{,}002)A=300\,\text{Дж}
เราพบว่างานที่ทำโดยตัวก๊าซนั่นเอง
- \Delta U=Q-A\Delta U=1000 - 300\Delta U=700\,\text{Дж}
พลังงานที่เหลืออยู่จะเพิ่มพลังงานภายใน
ตอบ700\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 118
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์รับแก๊สแล้ว 1800 เจของความร้อนและขยายตัวจาก 0{,}003 ขึ้นไป 0{,}007 m³ ที่ความดันคงที่ 200000 Pa. ค้นหาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 1800\,\text{Дж}
- V_1
- 0{,}003\,\text{м}^{3}
- V_2
- 0{,}007\,\text{м}^{3}
- p
- 200000\,\text{Па}
\Delta U - ?
- A=p(V_2-V_1)A=200000 \cdot (0{,}007 - 0{,}003)A=800\,\text{Дж}
เราพบว่างานที่ทำโดยตัวก๊าซนั่นเอง
- \Delta U=Q-A\Delta U=1800 - 800\Delta U=1000\,\text{Дж}
พลังงานที่เหลืออยู่จะเพิ่มพลังงานภายใน
ตอบ1000\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 119
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์เติมแก๊สก่อน 500 J ที่ปริมาตรคงที่ จากนั้นฉันก็ได้รับมากขึ้น 900 เจและขยายความโดย 0{,}002 m³ ที่ความดัน 100000 Pa ค้นหาการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของพลังงานภายใน
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q_1
- 500\,\text{Дж}
- Q_2
- 900\,\text{Дж}
- V
- 0{,}002\,\text{м}^{3}
- p
- 100000\,\text{Па}
\Delta U - ?
- A=p\Delta VA=100000 \cdot 0{,}002A=200\,\text{Дж}
เนื่องจากงานมีปริมาณคงที่จึงไม่มี จะเกิดขึ้นเฉพาะในขั้นที่สองเท่านั้น
- Q=Q_1+Q_2Q=500 + 900Q=1400\,\text{Дж}
เพิ่มความร้อนที่เกิดขึ้น
- \Delta U=Q-A\Delta U=1400 - 200\Delta U=1200\,\text{Дж}
เราใช้กฎข้อแรกกับกระบวนการทั้งหมด
ตอบ1200\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 120
งานที่แก๊สทำและการทำงานของเครื่องยนต์เติมแก๊สก่อน 800 J ที่ปริมาตรคงที่ จากนั้นฉันก็ได้รับมากขึ้น 1200 เจและขยายความโดย 0{,}003 m³ ที่ความดัน 200000 Pa ค้นหาการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของพลังงานภายใน
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q_1
- 800\,\text{Дж}
- Q_2
- 1200\,\text{Дж}
- V
- 0{,}003\,\text{м}^{3}
- p
- 200000\,\text{Па}
\Delta U - ?
- A=p\Delta VA=200000 \cdot 0{,}003A=600\,\text{Дж}
เนื่องจากงานมีปริมาณคงที่จึงไม่มี จะเกิดขึ้นเฉพาะในขั้นที่สองเท่านั้น
- Q=Q_1+Q_2Q=800 + 1200Q=2000\,\text{Дж}
เพิ่มความร้อนที่เกิดขึ้น
- \Delta U=Q-A\Delta U=2000 - 600\Delta U=1400\,\text{Дж}
เราใช้กฎข้อแรกกับกระบวนการทั้งหมด
ตอบ1400\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 121
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมงานติดตั้งที่มีประโยชน์ 300 J เมื่อใช้พลังงานไป 500 J. จงหาประสิทธิภาพเป็นเปอร์เซ็นต์
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- A
- 300\,\text{Дж}
- Q
- 500\,\text{Дж}
\eta - ?
- \eta=\frac{A}{Q}\cdot100\eta=\frac{300}{500} \cdot 100\eta=60\,\text{\%}
พลังงานที่มีประโยชน์ต้องไม่เกินพลังงานที่ใช้ไป
ตอบ60\,\text{\%}
โจทย์ข้อที่ 122
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมงานติดตั้งที่มีประโยชน์ 450 J เมื่อใช้พลังงานไป 1000 J. จงหาประสิทธิภาพเป็นเปอร์เซ็นต์
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- A
- 450\,\text{Дж}
- Q
- 1000\,\text{Дж}
\eta - ?
- \eta=\frac{A}{Q}\cdot100\eta=\frac{450}{1000} \cdot 100\eta=45\,\text{\%}
พลังงานที่มีประโยชน์ต้องไม่เกินพลังงานที่ใช้ไป
ตอบ45\,\text{\%}
โจทย์ข้อที่ 123
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมรับติดตั้งแล้ว 2000 เจของพลังงานและมีประสิทธิภาพ 60 % เสียพลังงานไปเท่าไร?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 2000\,\text{Дж}
- e
- 60\,\text{\%}
R - ?
- A=Q\frac{\eta}{100}A=\frac{2000 \cdot 60}{100}A=1200\,\text{Дж}
เราแปลงเปอร์เซ็นต์ของประสิทธิภาพให้เป็นส่วนแบ่ง
- R=Q-AR=2000 - 1200R=800\,\text{Дж}
การสูญเสียจะคำนึงถึงพลังงานที่เหลืออยู่
ตอบ800\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 124
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมรับติดตั้งแล้ว 3000 เจของพลังงานและมีประสิทธิภาพ 70 % เสียพลังงานไปเท่าไร?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 3000\,\text{Дж}
- e
- 70\,\text{\%}
R - ?
- A=Q\frac{\eta}{100}A=\frac{3000 \cdot 70}{100}A=2100\,\text{Дж}
เราแปลงเปอร์เซ็นต์ของประสิทธิภาพให้เป็นส่วนแบ่ง
- R=Q-AR=3000 - 2100R=900\,\text{Дж}
การสูญเสียจะคำนึงถึงพลังงานที่เหลืออยู่
ตอบ900\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 125
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมรับติดตั้ง 10000 J. ขั้นแรกผ่านไป 80 % ของพลังงาน ส่วนที่สองกลายเป็นงานที่มีประโยชน์ 50 % ของพลังงานที่ได้รับ ค้นหาการสูญเสียพลังงานทั้งหมด
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 10000\,\text{Дж}
- e_1
- 80\,\text{\%}
- e_2
- 50\,\text{\%}
R - ?
- E=Q\frac{\eta_1}{100}E=\frac{10000 \cdot 80}{100}E=8000\,\text{Дж}
ในขั้นที่สอง จะมีเพียงพลังงานหลังจากขั้นแรกเท่านั้น
- A=E\frac{\eta_2}{100}A=\frac{8000 \cdot 50}{100}A=4000\,\text{Дж}
ประสิทธิภาพของขั้นตอนต่างๆ จะถูกคูณ ไม่ใช่เพิ่ม
- R=Q-AR=10000 - 4000R=6000\,\text{Дж}
ลบงานที่มีประโยชน์ขั้นสุดท้ายออกจากพลังงานเริ่มต้น
ตอบ6000\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 126
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและสิ่งแวดล้อมรับติดตั้ง 20000 J. ขั้นแรกผ่านไป 75 % ของพลังงาน ส่วนที่สองกลายเป็นงานที่มีประโยชน์ 60 % ของพลังงานที่ได้รับ ค้นหาการสูญเสียพลังงานทั้งหมด
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- Q
- 20000\,\text{Дж}
- e_1
- 75\,\text{\%}
- e_2
- 60\,\text{\%}
R - ?
- E=Q\frac{\eta_1}{100}E=\frac{20000 \cdot 75}{100}E=15000\,\text{Дж}
ในขั้นที่สอง จะมีเพียงพลังงานหลังจากขั้นแรกเท่านั้น
- A=E\frac{\eta_2}{100}A=\frac{15000 \cdot 60}{100}A=9000\,\text{Дж}
ประสิทธิภาพของขั้นตอนต่างๆ จะถูกคูณ ไม่ใช่เพิ่ม
- R=Q-AR=20000 - 9000R=11000\,\text{Дж}
ลบงานที่มีประโยชน์ขั้นสุดท้ายออกจากพลังงานเริ่มต้น
ตอบ11000\,\text{Дж}
ทฤษฎีเบื้องหลังโจทย์เหล่านี้
กลับไปทบทวนหัวข้อ หากโจทย์ยังไม่ยอมแพ้
สูตรตามหัวข้อ
ค้นสัญลักษณ์และหน่วยวัดได้ในคู่มืออ้างอิง