задача на КПД печи. Решение Q1 c1m1(tto) Q2 q2m2 кпд Q1Q2 100% c1m1(tto) q2m2 100% подставляем m2, вычисляем кпд

• Название: Решение Q1 c1m1(tto) Q2 q2m2 кпд Q1Q2 100% c1m1(tto) q2m2 100% подставляем m2, вычисляем кпд
• Дата: 10.03.2022
• Размер: 24.69 Kb.
• Имя файла: задача на КПД печи.docx
• Тип: Решение; #389284

1. 
   Определить КПД плавильной печи если при нагревании аллюминия от 282 К до температуры плавления израсходовали 60 кг каменного угля
   

Дано

1-алюминий

2-кам уголь

m1

c1 = 900 Дж/кг*К

To = 282 K

T =  660 С = 933 К

m2 = 60 кг

q2 = 29 МДж/кг = 29*10^6 Дж/кг

найти

КПД

решение

Q1 = c1m1(T-To)

Q2 = q2m2

КПД = Q1/Q2 * 100% = c1m1(T-To) / q2m2 * 100% 

подставляем m2 , вычисляем КПД

1. 
   Какой коэффициент полезного действия печи, в которой полностью сгорает 1 кг сухих дров, нагревая воду массой 10 кг в медном сосуде массой 2,5 кг от 18 С до 68С?
   

K=(c*m*(68-18))/(qm)

q дров 10000000Дж/кг

Q2=qm= 10000000*1= 10000000Дж

Q1=c1m1(t2-t1) =(4200*10*(68-18))=2100000Дж

Q3=c3m3(t2-t1) =(400*2,5*(68-18))=50000Дж
Паровая машина мощностью N = 14,7 кВт потребляет за 1 ч работы топливо массой m = 8,1 кг, с удельной теплотой сгорания q = 3,3 • 10⁷ Дж/кг. Температура котла 200 °С, холодильника 58 °С. Определите КПД этой машины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины.

Р е ш е н и е. КПД тепловой машины равен отношению совершённой механической работы А к затраченному количеству теплоты Qlt выделяющейся при сгорании топлива. Количество теплоты Q₁ = mq.

Совершённая за это же время работа А = Nt.

Таким образом, η = A/Q₁ = Nt/qm = 0,198, или η ≈ 20%.

Для идеальной тепловой машины   η < η_ид.

Задача 3. Идеальная тепловая машина с КПД η работает по обратному циклу (рис. 13.15). Какое максимальное количество теплоты можно забрать от холодильника, совершив механическую работу А?

Р е ш е н и е. Поскольку холодильная машина работает по обратному циклу, то для перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому необходимо, чтобы внешние силы совершили положительную работу. Принципиальная схема холодильной машины: от холодильника отбирается количество теплоты Q₂, внешними силами совершается работа и нагревателю передаётся количество теплоты Q₁. Следовательно,   Q₂ = Q₁(1 - η), Q₁ = A/η.

Окончательно Q₂ = (A/η)(1 - η).

Задачи для самостоятельного решения

1. Какой должна быть температура нагревателя, для того чтобы стало возможным достижение значения КПД тепловой машины 80 %, если температура холодильника 27 °С?

2. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты Q₁ = 1,5 • 10⁶ Дж, передано холодильнику количество теплоты Q₂ = -1,2 • 10⁶ Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

3. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.