TREŚĆ:

Zadanie 6.

Silnik cieplny to urządzenie działające cyklicznie, które w wyniku wymiany ciepła z otoczeniem wykonuje pracę. Załóżmy, że $T_1$ jest temperaturą źródła ciepła, z którego silnik pobiera ciepło w każdym cyklu pracy, a $T_2$ jest temperaturą chłodnicy, do której silnik oddaje ciepło w każdym cyklu. Zgodnie z zasadami termodynamiki, sprawność $\eta$ dowolnego silnika pracującego pomiędzy danymi temperaturami źródła ciepła i chłodnicy nie może przekraczać sprawności tzw. silnika idealnego, danej wzorem (temperatury wyrażone są w kelwinach):

${\eta }_{\text{max}}=\frac{T_1-T_2}{T_1}$  

Zaprojektowano dwa różne silniki cieplne $S_1$ oraz $S_2$, w których wykorzystuje się sprężanie i rozprężanie ustalonej masy gazu. Każdy z silników w jednym cyklu pracy pobiera po $100\mathrm{J}$ ciepła ze źródła o temperaturze $477^{\circ }\mathrm{C}$ i oddaje pewną ilość ciepła (inną dla każdego z silników) do chłodnicy o temperaturze $17^{\circ }\mathrm{C}$. Do działania każdego z silników wykorzystano różne cykle termodynamiczne, tak aby:

• w cyklu pracy silnika $S_1$ ilość ciepła oddanego do chłodnicy była możliwie najmniejsza – tzn. tak mała, jak na to pozwalają prawa termodynamiki
• w cyklu pracy silnika $S_2$ praca sił parcia gazu podczas jego rozprężania wynosiła $34,8\mathrm{J}$, a praca podczas sprężania gazu (przeciwko sile parcia) była równa $8,7\mathrm{J}$.

Zadanie 6.3.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania wybrane spośród A–D.

Sprawność silnika $S_2$ wynosi w przybliżeniu

A. ${\eta }_2\approx 0,35$        B. ${\eta }_2\approx 0,09$        C. ${\eta }_2\approx 0,26$        D. ${\eta }_2\approx 0,61$ 

---

ROZWIĄZANIE:

 Uzasadnienie: 

Wiemy z zadania 6.2, że praca wykonana przez silnik $S_2$ wynosi: