ماشین های گرمایی

ماشین های گرمایی : با فرض آرمانی بودن همه فرآیندها در ماشین های گرمایی ، مقداری گرما از منبع گرم گرفته می شود و مقداری از آن را به کار تبدیل می کند و باقی آن را به منبع سرد می دهد .

طرح واره ماشین های گرمایی :

ph3 s1 3 mashingarma 1 ماشین های گرمایی

که رابطه زیر برقرار است :

ph3 s1 3 mashingarma 2 ماشین های گرمایی

بازده ماشین های گرمایی از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s1 3 mashingarma 3 ماشین های گرمایی

با توجه به رابطه فوق و از آنجایی که گرمایی که دستگاه از منبع گرم می گیرد ، همواره بیشتر از گرمایی است که دستگاه به منبع سرد می دهد ، بازده ماشین گرمایی همواره کمتر از یک خواهد بود .

ph3 s1 3 mashingarma 4 ماشین های گرمایی

قانون دوم ترمودینامیک به بیان ماشین گرمایی : ممکن نیست دستگاه چرخه ای را بپیماید که در طی آن مقداری از گرما از منبع گرم جذب و تمام آن را به کار تبدیل کند .

قضیه کارنو : بیشترین بازده هر ماشین گرمایی متعلق به ماشین گرمایی است که با چرخه کارنو کار کند .

چرخه کارنو :

ph3 s1 3 mashingarma 8 ماشین های گرمایی

بازده ماشین کارنو که بین دو دمای منبع گرم و سرد کار می کند ، از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s1 3 mashingarma 5 ماشین های گرمایی

همواره برای هر ماشین گرمایی رابطه زیر برقرار است :

ph3 s1 3 mashingarma 6 ماشین های گرمایی

مثال : یک ماشین گرمایی در هر چرخه ۵۰۰ J گرما از منبع گرم دریافت کرده و ۱۰۰J کار انجام می دهد .

الف) بازده ماشین گرمایی چقدر است ؟ ب) چه مقدار گرما در هر چرخه تلف می شود ؟

حل مثال :

ph3 s1 3 mashin 5 ماشین های گرمایی

تمرین ۱: دمای چشمه سرد یک ماشین گرمایی که با چرخه کارنو کار می کند ۳۰۰ کلوین است و بازده آن ۰/۴ است . اگر دمای چشمه گرم آن ۱۰۰ کلوین افزایش یابد ، بازده آن چقدر خواهد شد ؟

تمرین ۲: یک ماشین گرمایی کارنو بین دو منبع با دماهای ۳۰۰K و ۵۰۰K کار می کند . و در هر چرخه ۸۰۰۰ زول گرما از منبع گرم دریافت می کند .

الف) بازده این ماشین چند درصد است ؟

ب) در هر چرخه دستگاه چند ژول کار انجام می دهد و چه مقدار گرما به منبع سرد انتقال می یابد؟

حل تمرین ها :


[ برای دریافت فایل وارد شوید و یا ثبت نام کنید! ]

 

درباره کبیری

کبیری
مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

این مطلب را هم ببینید

اصل ارشمیدس و نیروی شناوری

اصل ارشمیدس و نیروی شناوری: ارشمیدس دانشمند یونانی دوران باستان، نخستین کسی بود که پی ...

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *