Тепловые явления
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
Ответ: нет, не будет. У хомяка интенсивность теплопродукции выше, но и теплоотдача выше. Задание 10. Теплоэлектростанции Среди электростанций наибольшее распространение получили тепловые электростанции (ТЭС), которые вырабатывают более 70% всей мировой электроэнергии.  Различают ТЭС и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Первые вырабатывают только электрический ток, а вторые не только генерируют электричество, но и дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подаётся топливо, вместе с топливом поступает воздух в качестве окислителя. В процессе горения топлива выделяется теплота, нагревающая воду в паровом котле. Образуется водяной пар. Струя пара под высоким давлением и с высокой температурой попадает на лопасти паровой турбины, они вращаются и приводят во вращение ротор генератора. В процессе вращения ротора генератора вырабатывается электрический ток. Отработанный пар проходит через конденсатор, превращается в воду и охлаждается в градирне.  Вопрос 1: Коэффициент полезного действия ТЭС в среднем составляет 40%, а у ТЭЦ КПД достигает 70%. Почему при одинаковых затратах топлива КПД ТЭЦ выше, чем у ТЭС? Ответ: при работе ТЭЦ горячая вода, получаемая за счёт сгорания топлива, идёт не только на производство электричества, но и на отопление домов или горячее водоснабжение. Тем самым более полно используется энергия, выделяемая при сгорании топлива Конец формы Вопрос 2: В начале 20-х годов прошлого века ТЭС, работающей на каменном угле, для продажи 1 кВт·ч электроэнергии требовалось 15,4 кг угля; в 60-е годы этот показатель снизился до 3,95 кг угля. В дальнейшем, в связи с возросшими требованиями к экологии производства, на станциях установили газоочистители, уловители пыли и золы, и затраты угля выросли до 4,6 кг за 1 кВт·ч электроэнергии. Почему установка дополнительного оборудования увеличила расход топлива? Ответ: для работы газоочистителей, уловителей пыли и золы требуется электроэнергия. Следовательно, часть вырабатываемой станцией электроэнергии должна идти на внутренние нужды. Тем самым увеличивается расход угля Вопрос: В процессе выработки электроэнергии на ТЭС происходят преобразования одних видов энергии в другие. Установите последовательность преобразования видов энергии при работе ТЭС. А. Кинетическая энергия вращения турбины и ротора генератора В. Тепловая энергия сгорания топлива С. Внутренняя энергия воды и водяного пара Д. Электрическая энергия, вырабатываемая генератором Е. Кинетическая энергия водяного пара Ответ: ВСЕАД Вопрос 4: Начало формы Конец формы У ТЭС, как и у любых других электростанций, есть недостатки и преимущества. Выберите среди предложенных утверждений те, которые демонстрируют экологические недостатки работы ТЭС. А. Выделяют в атмосферу продукты сгорания: сернистые и азотистые соединения, углекислый газ. В. ТЭС занимают небольшие территории и могут строиться в любом месте. С. Электроэнергия производится постоянно и зависит только от поставки топлива Д. В ближайшие водоёмы, как правило, сбрасывается тёплая вода, повышающая температуру воды водоёма. Е. Потребляют большое количество невозобновляемых природных ресурсов. F. Производство электроэнергии не зависит от условий окружающей среды. Ответ: А, Д, Е Вопрос 5:Начало формы Конец формы Начало формы Конец формы В таблице приведены данные об удельной теплоте сгорания различных видов топлива используемого в ТЭС, и его стоимости.
В XX в. некоторые ТЭС работали на торфе, однако в настоящее время этот ресурс практически не используется. Установки на дизельном топливе применяются, как правило, для удалённых районов, где не требуются значительные объёмы электроэнергии. Чем объясняются такие особенности использования торфа и дизельного топлива? Ответ: торф, очевидно, перестали использовать в связи с его низкой энергоэффективностью, поскольку у торфа, несмотря на невысокую цену, самая низкая теплота сгорания. Дизельное топливо имеет высокую удельную теплоту сгорания, но оно слишком дорого для массового производства электроэнергии Начало формы Задания по теме «Электрические явления» Задание 1. Электрический конвектор Настенный электрический конвектор используется для обогрева помещений.
Принцип работы электрического конвектора достаточно прост. Конвектор – прибор, в котором теплопередача происходит за счёт естественного движения воздуха – конвекции: холодный воздух, вступая в контакт с электрическим нагревательным элементом, увеличивает собственную температуру, становится легче и выходит через фронтальную решётку, которая обеспечивает отличное распределение тепла по всему помещению. За счёт циркуляции воздух в пространстве комнаты очень быстро прогревается. Вопрос 1: В правилах установки электрических конвекторов сказано, что их необходимо размещать на высоте 12–15 см от пола. Что произойдёт, если нарушить это правило и повесить конвектор почти вплотную к полу? Ответ: холодный воздух поступает в конвектор снизу. Если его поместить вплотную к полу, то это будет препятствовать конвекции и, соответственно, нормальной работе конвектора Вопрос 2: Начало формы Конец формы В конвекторе есть датчик температуры, который соединён с термостатом. При достижении температуры, заданной пользователем для термостата, датчик отключает нагреватель. Каким образом установка датчика температуры помогает экономить электроэнергию? Ответ: датчик температуры установлен в нижней части конвектора и измеряет температуру входящего (холодного) воздуха. Датчик отключает нагреватель, если воздух в комнате прогрелся до установленной температуры. Это помогает не тратить электроэнергию на постоянный нагрев воздуха Вопрос 3: Для многих потребителей основным достоинством электрического конвектора является его коэффициент полезного действия, который достигает 95%. Объясните, что это означает с точки зрения преобразования энергии, происходящего при работе электрического конвектора. Начало формы Конец формы Ответ: при работе электрического конвектора 95% работы электрического тока идёт на непосредственное нагревание воздуха за счёт конвекции. 5% энергии теряется на нагрев корпуса конвектора и тепловое излучение его частей Начало формы Конец формы Вопрос 4: В правилах по использованию электрических конвекторов указано, что опасно сушить мокрые вещи, помещая их на корпус конвектора. Объясните, почему это опасно.  Ответ: если поместить вещи на корпус конвектора, то нарушится конвекция воздуха через корпус конвектора. Всё количество теплоты будет идти на нагревание вещей, что может привести к пожару Вопрос 5: При выборе электрического конвектора для отопления можно пользоваться правилом: для 1 м3 помещения необходима мощность конвектора примерно 35–45 Вт. Ниже приведены характеристики четырёх электрических конвекторов. Модель 1 Термостат: электронный. Мощность обогрева: 500 Вт. Управление: механическое. Защитные функции: защита от мороза, отключение при перегреве.  Модель 2 Диапазон регулировки 6–36 °С. Точность термостата ±0,5 °С. Мощность обогрева 2000 Вт Автоматическая защита от перегрева. Номинальное напряжение 230 В, +15% –10%. Высота 389 мм.  Модель 3 Мощность обогрева 1000 Вт. Термостат. Количество режимов работы: 2. Отключение при перегреве. Монтаж: настенный.  Модель 4 Количество режимов работы: 1. Мощность обогрева 1500 Вт. Отключение при перегреве, защита от влаги. Монтаж: настенный. Тип нагревательного элемента: монолитный. Габариты (Ш×В×Т): 56×40,40×9,10 см.  Какую модель можно выбрать для отопления комнаты площадью 17 м2? Ответ поясните расчётами. Ответ: если в комнате потолки 2,5 м высотой, то общий объём будет 17⋅2,5=42,5 м3. 42,5 м3 ⋅ 45 Вт/м3=1912,5 Вт. Следовательно, можно выбрать модель 2. При минимальном энергопотреблении потребуется мощность 42,5 м3⋅35 Вт/м3=1487,5 Вт, т.е. достаточно выбрать модель 4. Если потолки в комнате выше, то потребуется более мощный нагреватель. Например, для потолков высотой 3 м потребуется 45 Вт/м3⋅(17 м2⋅3 м)=2295 Вт. Модели мощностью более 2000 Вт нет. Поэтому можно использовать два нагревателя модели 4 Задания по теме «Световые явления»3.3 33Начало формы Конец формы Задание 1. Звёздный свет Рома любит смотреть на звезды. Однако он не может наблюдать за звездами в полной мере, так как он живет в большом городе. В прошлом году Рома поехал в деревню, где видел огромное количество звезд, которых он не видел в городе. Вопрос 1: Почему в деревне видно намного больше звезд, чем в больших городах? А. Луна ярче в городах, и она перекрывает свет от многих звезд. В. В воздухе в деревнях намного больше пыли для отражения света, чем воздухе в городах. С. Яркость городских огней делает многие звезды невидимыми. Д. Воздух теплее в городах из-за тепла, выделяемого машинами, техникой и домами. Ответ: С Вопрос 2: Рома использует телескоп с линзой большого диаметра, чтобы наблюдать за звездами низкой яркости. Почему использование телескопа с линзой большого диаметра делает возможным наблюдение звезд низкой яркости? А. Чем больше линза, тем больше света она собирает. В. Чем больше линза, тем больше она увеличивает. С. Большие линзы позволяют видеть большую часть неба. Д. Большие линзы могут определить темные цвета на звездах. Ответ: A. Задание 2. Цветовое зрение человека Рассмотрим такие функции зрения, как светоощущение и цветовое восприятие. Размер зрачка регулирует световой поток, поступающий в глаз. Сетчатка человеческого глаза состоит из фоторецепторов двух видов: колбочек и палочек. Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение) и дают возможность различать цвета. Колбочки содержат три типа пигментов белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к длине волны, соответствующей красному участку спектра (555 нм), другой – зелёному (530 нм), третий – синему (426 нм). Видение нами всех красок и оттенков обусловлено сложением соответствующих трёх сигналов в мозге. Люди с нормальным цветным зрением имеют в колбочках все три пигмента (красный, зелёный и синий) и являются трихроматами (от слова «хромос» – цвет). Если один из пигментов в сетчатке отсутствует, то человек различает только два из трёх основных цветов и является дихроматом. Дефект красного пигмента в колбочках встречается чаще всего. По статистике, 8% белых мужчин и 0,4% белых женщин имеют красно-зелёный дефект цветного зрения. Люди с дефектом синего пигмента в колбочках встречаются крайне редко, так же как и люди, у которых полностью отсутствует цветное зрение, т.е. те, кто плохо видит все три цвета. Наследственная, реже приобретённая, особенность зрения человека, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов, называется дальтонизмом или цветовой слепотой. Эта особенность зрения названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты на основании собственных ощущений в 1794 г. Вопрос 1: Выберите все верные утверждения. А. Трихроматы различают только один из трёх основных цветов. В. Такие фоторецепторы, как палочки, отвечают на центральное зрение и сумеречное зрение. С. Дальтонизм не передаётся по наследству. Д. Чаще всего у человека встречается красный дефект цветного зрения. Е. Цвета человек различает благодаря наличию таких фоторецепторов, как колбочки. Ответ: Д, Е Вопрос 2: На рисунке показана форма кошачьего зрачка при различных уровнях освещённости. Какой из рисунков (1–3) соответствует очень яркой освещённости в солнечный полдень?  Ответ: 3 Вопрос 3: Новорождённый ребёнок видит окружающий мир окрашенным в различные оттенки серого. Такое восприятие связано с недостаточной зрелостью сетчатки. Фоторецепторов, улавливающих коротковолновую часть спектра, в сетчатке ребёнка гораздо меньше, чем у взрослого. Только постепенно мир приобретает яркие краски. Известно также, что кривизна роговицы глаза новорождённого меньше, чем у взрослого. Выберите все верные утверждения. А. Позднее всего у ребёнка развивается способность к восприятию синего и фиолетового цвета. В. Позднее всего у ребёнка развивается способность к восприятию красного и оранжевого цвета. С. Преломляющая способность роговицы глаза новорождённого меньше, чем у взрослого, чем объясняется дальнозоркость, присущая большинству новорождённых. Д. Преломляющая способность роговицы глаза новорождённого больше, чем у взрослого, чем объясняется близорукость, присущая большинству новорождённых. Ответ: А, С Вопрос 4: Согласно демографическим исследованиям в городе проживает 100 000 человек, из них 45% мужчин и 55% женщин. Оцените, сколько дальтоников-мужчин можно встретить среди горожан, если опираться на результаты исследований. Ответ: 3600 Вопрос 5: У ряда животных центральный участок сетчатки состоит, главным образом, из палочек. Какое преимущество это даёт животным? |
