Тонкий поршень массы
m
расположен в равновесии посредине гладкого
горизонтального цилиндрического сосуда диаметра d и длины l. по обе стороны от
поршня находится идеальный газ, давление которого равно p0. если поршень сместить из
положения равновесия на малое расстояние а (a < < l) и затем отпустить, то он начнет
совершать гармонические колебания. определите время, за которое при колебаниях
поршень сместится из положения равновесия на расстояние, равное 0,5a. трение не
учитывать. процесс считать изотермическим.
1. Как изменяется внутренняя энергия пара или газа при расширении? Изменение какой физической величины свидетельствует об этом?
в) Уменьшается; температуры.
2. Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается во внутреннюю энергию газа или пара, а затем в механическую энергию, называют...
б) ...тепловыми двигателями.
3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
а) Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива.
4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания?
г) Впуск, Сжатие, рабочий ход, выпуск.
5. Зачем для работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу?
в) Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы.
6. Паровая (газовая) турбина — вид теплового двигателя...
г) ...для которого характерны все пункты а, б, в.
7. Наличие каких составных частей обязательно для работы теплового двигателя?
г) Нагревателя, рабочего тела, холодильника.
8. Какая физическая величина характеризует экономичность двигателя?
в) Коэффициент полезного действия двигателя.
9. Коэффициент полезного действия — это физическая величина, равная...
б) .. .отношению произведенной двигателем полезной работы к полученной от нагревателя энергии.
10. По каким формулам находят коэффициент полезного действия теплового двигателя?
кпд =(Q полез/Q полное)* 100%,
кпд = (Q нагревателя - Q холодильника)/Q нагревателя * 100%
11. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания, который производит 46 • 106 Дж полезной работы, затрачивая 3 кг бензина.
При сгорании 3 кг бензина выделяется тепло Q = q *m, а так как удельная теплота сгорания бензина q = 46*10⁶ Дж/кг, то
кпд = (46*10⁶/ (46*10⁶ *3))*100% = 33,3%
в) 33,3%.
12.* Сколько дров придется сжечь в топке парового котла, чтобы турбина, коэффициент полезного действия которой 32%, произвела 3,2 • 108 Дж полезной работы?
кпд обозначим η = (Q полез/Qполное)*100%
Отсюда Q полное = (Q полезн *100)/32 = 10⁹ Дж
Что бы получить столько тепла нужно сжечь (при удельной теплоте сгорания q = 1*10⁷ Дж/кг) нужно
m = Q полное/q = 10⁹/1*10⁷ = 100 кг
б) 100 кг.
Использовался принцип сообщающихся сосудов. В таких сосудах жидкость (если она однородна в обоих сосудах), находится на одном и том же уровне (если атмосферное давление над обоими сосудами одинаковое).
Вода не переливалась через край, потому что второй сосуд был сделан на уровне с первым. Чуть подробнее. Такие чаши использовались в храмах Древней Греции. Неисчерпаемая чаша, из которой пьют посетители древнегреческого храма, не опустошается, сколько бы не пили из неё посетители. Эта чаша связана водопроводом с другой чашей, скрытой от глаз, уровень воды в которой постоянно поддерживается на уровне краёв неисчерпаемой чаши. Как именно поддерживается? Воду либо доливают вручную, либо направляют в эту чашу воду из родника. Во втором случае излишки воды, доходя до уровня в скрытой чаше, просто переливаются через край - таким образом уровень воды в системе чаш всегда постоянный.
Эффекта чаши - неисчерпаемость или восполняемость - добивались увеличением или уменьшением диаметра водопровода, соединяющего чаши.
Ну то есть можно было пить, пить и пить... и удивляться, что уровень в чаше вообще не меняется. А можно было черпануть кубок водицы и понаблюдать, как вода в чаше восполняется из ниоткуда) В первом случае чаши соединяли трубой с большим диаметром - тогда вода очень быстро перетекала из одного сосуда в другой. А во втором случае использовали малый диаметр - тогда вода медленно перетекала из скрытой чаши в неисчерпаемую. В обоих вариантах дно неисчерпаемой чаши маскировалось камнями или какими-нибудь украшениями, чтобы не было видно отверстия водопровода.