у двигателя и холодильника общее то что и то и то тепловые машины, и то и то имеет рабочее тело, у теплового двигателя, мы из него пытаемся получить механическцую энергию, преобразуя её в тепловую, а в холодильке, мы производим работу над робочим телом, что б забрать у него энэргию
таким образом это и есть их разница, тепловой двигатель может работать используя разные процессы, типо изобарный, изотермический, адиабатный и иметь цыкл, к примеру цикл Карно
двигатель имеет холодильник, условие, чтоб температура холодильника была меньше темпераьтуры рабочего тела двингателя или нагревателя
от этого зависит кпд двигателя
но правельнее в учебниках пишут)))
Задача:
за законом Клайперона-Менделеева, мы имеем, что
PV=(m/M)*R*T (1)
где
р- давление в Па
V- объем в м3
m-масса газа в кг
M- молярная масса(для азота = 14( кг/моль))
R - универсальная газовая постоянная = 8,3 (Дж/(моль*кг)
T-температура в К
и ещё имеем такой закон для газа
dQ=dU+pdV
dQ- количество теплоты, которую дали системе
dU- внутренняя энергия газа
pdV - работа, которую совершил газ (2)
уравнение (1) для изобарного процесса приймет вид
V/T =(m/M)*R/p=const (1.a)
тогда
dV =((m/M)*R/p)dT (3)
тогда
причем dT=20 К за условием
работа равняеться dА= pdV=р*((m/M)*R/p)dT= m/M*R*dT
m=280 г
M= 28 г/моль
R = 8,3 (Дж/(моль*кг)
dT=20 K
dА= pdV=р*((m/M)*R/p)dT= (m/M)*R*dT=(280/28)*8,31*20=1662 Дж
dU= dQ -pdV= dQ - dА= 1882-1662=220 Дж
ответ
газ выполнил работу 1662 Дж
а его внутренняя энергия возросла на 220 Дж
Рассмотрим баланс теплот на первом этапе нагревания воды. За время этого этапа τ1 нагреватель выделил количество теплоты Q1 = P*t1 , где P – его мощность. Эта теплота пошла на нагревание воды, поэтому ее можно найти по формуле Q1 = c*p*v/2 *(t2-t0) , где с – удельная теплоемкость воды, ρ – ее плотность. Приравняв эти два выражения, найдем мощность нагревателя
P = (c*p*V(t2-t0))/(2*t1)
При дальнейшем решении задачи мы встречаемся с альтернативой – выбором из двух возможных вариантов – или котел переполнится, или не переполнится. Предположим любой из этих вариантов, например, второй и будем решать задачу. Если по ходу решения мы встретимся с противоречием, то это будет означать, что при выборе варианта мы не угадали, т.е. сделанное предположение неверно. Тогда ответом задачи будет первый вариант. А если в ходе решения задачи сделанное предположение найдет подтверждение, то оно будет ответом задачи.
Итак, предполагаем, что котел не переполнится. Тогда спустя некоторое дополнительное время τ2 температура воды в котле станет равной t1. За это время горелка выделит количество теплоты Q2 = P*t2 = (c*p*V(t2-t0)*t2) / (2*t1) , а налитая ранее вода – количество теплоты Q3 = .(c*p*V(t2-t1) / 2. Дополнительно налитая из крана в котел холодная вода получит теплоту Q4 = c*p*V3*t2(t1-t3). В соответствии с тепловым балансом Q2+Q3=Q4. Подставив в это равенство значения теплот, получим уравнение, из которого найдем дополнительное время
t2 = (V*(t2-t1)) / (2*V3*(t1-t3)-V*(t2-t0)/t1)
Тогда объем дополнительно налитой воды в котел Vдоп = 67 , что меньше, чем V/2=100л . Значит, котел, действительно, не переполнится.
2.m=0.28 кг
M=0.028 кг/моль
R=8.31
A=m/M *R(T2-T1)
A=0.28/0.028 *8.31*20=1662 Дж -работа проделаная газом
За первим законом термодинамики
дельтаU=Q-A=1882-1662=220 Дж изменения внутреней енергии
1. В тепловом двигателе процессы происходят циклично, а холодильных установках — непрерывно, без разграничения циклов. Хотя кипение хладагента в испарителе приводит к многократному увеличению объёма рабочего тела, из-за непрерывной работы компрессора давление остается постоянным. Давление в конденсаторе также постоянно и определяется установившейся температурой. Если по каким-либо причинам давление в конденсаторе начнет меняться, то изменится физическое свойство газа — температура конденсации. Температура не меняется, значит давление постоянно. Таким образом, в парокомпрессионном холодильном цикле выделяют два постоянных давления: высокое и низкое.
Парокомпрессионный холодильный цикл является обратным — механическая энергия используется для переноса тепловой. В отличие от теплового двигателя, необходимо оценить не полученную механическую энергию, а перенесенный объем тепла.
Теплообмен между рабочим телом и окружающей средой происходит при установившихся по времени и постоянных по площади радиаторов температурах — кипения или конденсации.