Принцип на действие на топлинна машина. КПД

Проверете се: 20 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

1. Кои са трите основни части на всяка топлинна машина?

   • Нагревател, работно тяло и хладилник
   • Бутало, колело и лост
   • Двигател, скорости и спирачки
   • Помпа, клапан и тръба

   Отговор: Нагревател, работно тяло и хладилник

   Работното тяло получава топлина от нагревателя, извършва работа и отдава част от топлината на хладилника.

2. Какво превръщение на енергия извършва топлинната машина?

   • Превръща механична работа в топлина
   • Превръща електрическа енергия в светлина
   • Превръща вътрешна енергия (топлина) в механична работа
   • Превръща кинетична енергия в потенциална

   Отговор: Превръща вътрешна енергия (топлина) в механична работа

   Горещото работно тяло се разширява и извършва работа.

3. Защо топлинната машина задължително отдава част от топлината на хладилник?

   • За да пести гориво
   • За да охлажда шофьора
   • Без това работното тяло не може да се върне в началното състояние и да работи циклично
   • Не е задължително

   Отговор: Без това работното тяло не може да се върне в началното състояние и да работи циклично

   За да се повтаря цикълът, работното тяло трябва да се охлади, а това става чрез отдаване на топлина.

4. Коя е първата широко използвана топлинна машина?

   • Парната машина
   • Двигателят с вътрешно горене
   • Реактивният двигател
   • Газовата турбина

   Отговор: Парната машина

   Парната машина задвижва фабриките и локомотивите по време на индустриалната революция.

5. Двигател получава 2000 J топлина от нагревателя и извършва работа 500 J. Колко топлина отдава на хладилника?

   • 2500 J
   • 500 J
   • 1500 J
   • 1000 J

   Отговор: 1500 J

   Q₂ = Q₁ − A = 2000 − 500 = 1500 J.

6. Коя част на топлинната машина извършва работа, като се разширява?

   • Корпусът
   • Работното тяло (газ или пара)
   • Нагревателят
   • Хладилникът

   Отговор: Работното тяло (газ или пара)

   Работното тяло получава топлина, разширява се и извършва работа.

7. Кое от изброените е топлинна машина?

   • Електромоторът
   • Парната турбина
   • Хидравличната преса
   • Велосипедът

   Отговор: Парната турбина

   Парната турбина превръща вътрешната енергия на парата в механична работа.

8. Какво е хладилник за парната машина на стар локомотив?

   • Огънят в пещта
   • Околният въздух, в който се изпуска парата
   • Котелът
   • Колелата

   Отговор: Околният въздух, в който се изпуска парата

   Отработената пара се изпуска навън и отдава топлина на околния въздух.

9. Какво превръщане на енергия става при изгаряне на горивото в топлинната машина?

   • Механична в химична
   • Светлинна в електрична
   • Химична енергия във вътрешна (топлина)
   • Вътрешна в химична

   Отговор: Химична енергия във вътрешна (топлина)

   При горенето химичната енергия на горивото се отделя като топлина, която после частично става работа.

10. Топлинна машина за един цикъл получава 3 kJ топлина и отдава 2,1 kJ на хладилника. Каква работа извършва за 10 цикъла?

    • 0,9 kJ
    • 51 kJ
    • 21 kJ
    • 9 kJ

    Отговор: 9 kJ

    За един цикъл A = 3 − 2,1 = 0,9 kJ, за 10 цикъла 9 kJ.

11. Какво показва коефициентът на полезно действие (КПД) на топлинна машина?

    • Колко гориво изгаря за час
    • Каква е мощността ѝ
    • Каква е температурата на нагревателя
    • Каква част от получената топлина става полезна работа

    Отговор: Каква част от получената топлина става полезна работа

    η = A/Q₁, изразява се в части или в проценти.

12. Двигател получава 5000 J топлина и извършва работа 1500 J. Какъв е КПД му?

    • 30 %
    • 70 %
    • 33 %
    • 3,3 %

    Отговор: 30 %

    η = 1500 : 5000 = 0,3 = 30 %.

13. Двигател с КПД 25 % извършва работа 800 J. Колко топлина получава от нагревателя?

    • 3200 J
    • 200 J
    • 1000 J
    • 3000 J

    Отговор: 3200 J

    Q₁ = A/η = 800 : 0,25 = 3200 J.

14. Кой двигател обикновено има по-голям КПД?

    • Бензиновият
    • Дизеловият
    • Имат еднакъв КПД
    • Парната машина

    Отговор: Дизеловият

    Дизеловият двигател работи с по-голямо сгъстяване и по-висока температура и има КПД около 35-40 %, а бензиновият около 25-30 %.

15. Двигател с КПД 30 % изгаря 1 kg бензин, при което се отделя топлина 46 MJ. Колко е полезната работа?

    • 13,8 MJ
    • 32,2 MJ
    • 15,3 MJ
    • 4,6 MJ

    Отговор: 13,8 MJ

    A = ηQ = 0,3·46 = 13,8 MJ.

16. В какво обикновено се изразява КПД?

    • В джаули
    • В проценти
    • Във ватове
    • В келвини

    Отговор: В проценти

    КПД е отношение на две енергии, затова е безразмерен и се дава в проценти.

17. Двигател извършва работа 300 J и отдава 700 J на хладилника. Какъв е КПД му?

    • 23 %
    • 70 %
    • 43 %
    • 30 %

    Отговор: 30 %

    Q₁ = 300 + 700 = 1000 J, η = 300 : 1000 = 30 %.

18. Какво означава, че двигател има КПД 35 %?

    • 35 % от топлината на горивото става полезна работа
    • 35 % от топлината се отдава на хладилника
    • Двигателят работи 35 % от времето
    • Двигателят изгаря 35 % от горивото

    Отговор: 35 % от топлината на горивото става полезна работа

    КПД е отношението на полезната работа към получената топлина.

19. Как може да се увеличи КПД на топлинната машина?

    • С по-бавна работа
    • С по-малко гориво
    • С по-висока температура на хладилника
    • С по-висока температура на нагревателя и по-ниска на хладилника

    Отговор: С по-висока температура на нагревателя и по-ниска на хладилника

    Колкото по-голяма е разликата в температурите на нагревателя и хладилника, толкова по-голям може да е КПД.

20. Двигател с КПД 25 % извършва полезна работа 23 MJ. Колко kg бензин изгаря? (q = 46 MJ/kg)

    • 0,5 kg
    • 4 kg
    • 1 kg
    • 2 kg

    Отговор: 2 kg

    Q = A/η = 23 : 0,25 = 92 MJ, m = 92 : 46 = 2 kg.