سوالات متن از فیزیک سال سوم ریاضی فصل اول(ترمودینامیک)
1-ماشینهای گرمایی چیستند؟
وسایلی که گرمارا به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند ماشین گرمایی گفته میشود مانند ماشین نیو کامن
2- کمیتهای ماکروسکوپیک را تعریف کنید؟
کمیتهایی که به وضعیت ماده در مقیاس بزرگ بستگی دارند و به جزئیات رفتار تک تک مولکولها وابسته نیستند کمیت ماکروسکوپیک می گویند مانند فشار دما حجم گرما گرمای ویژه و ....
3-.منظ.ور از دستگاه در علم ترمو دینامیک چیست؟
ماده ای خاص را که معمولا به صورت گاز یا مایع است و تحولات آن مورد بررسی قرار میگیرد را دستگاه مینامیم مانند هوای محبوس شده در یک تلمبه
4-. منظور از محیط در علم ترمو دینامیک چیست؟
هر چه که در اطراف دستگاه و در تماس با آن باشد و بتواند با دستگاه تبادل انرژی کند محیط نامیده میشود
5-. حالت تعادل دستگاه یعنی چه؟
اگر دستگاه (گاز یا مایع) برای مدت طولانی حجم ثابتی داشته باشد و دما و فشار آن در تمام نقاط یکسان باشد در اینحالت دستگاه در حالت تعادل خواهد بود
6-. اگر دما و فشار در داخل گازی باحجم ثابت در نقاط مختلف متفاوت باشند چه رخ میدهد؟
وقتی دما و فشار گاز در نقاط مختلف متفاوت باشد یعنی انرژی مولکولهای گاز در نقاط متفاوت باهم فرق میکنند. بعد از گذشت مدت زمان لازم این انرژی مولکولها به صورت یکسان در تمام گاز پخش خواهد شد یعنی دما و فشار در تمام نقاط یکسان میشود (اما مقدار آن با مقادیر قبل متفاوت خواهد بود) و گاز به حالت تعادل جدیدی میرسد.
7-. منظور از متغییر های ترمودینامیکی چیست؟
کمیتهای فشار – دما- حجم را که با حروف V-T-P مشخص میشوند متغیرهای ترمودینامیکی میگویند این کمیتها از یکدیگر مستقل نیستند و با هم در ارتباطند.( تغییر در یکی از انها باعث ایجاد تغییر در دو کمیت دیگر میشود)
8-.معادله حالت چیست؟
رابطه ای ریاضی بین متغیرهای ترمودینامیکی را معادله حالت میگوییم.
PV= nRT
9-. منظور از گاز کامل چیست؟
گاز ی که بسیار رقیق باشد را میتوان به عنوان گاز کامل در نظر گرفت در گاز کامل معادله حالت ساده و مستقل از نوع گاز خواهد بود
10-. عدد آووگادرو چیست؟
تعداد مولکولهای موجود در هر مول از یک ماده برابر عدد آووگادرو است
11-.ثابت گازها چیست و مقدار آن چقدر است؟
ثابت گازها را باحرف R نشان میدهند و R = 8.314 ( J/ MOL.K) است
12-در معادله حالت گاز کامل نام و واحد حروف را مشخص کنید:
PV = nRT
P - - فشار گاز بر حسب پاسکال
- V – حجم گاز بر حسب متر مکعب
- n - تعداد مول های گاز بر حسب مول
- R – ثابت عمومی گازها برحسب ژول بر مول کلوین
- T- دمای گاز برحسب درجه کلوین
-13منظور از فرایند ترمودینامیکی چیست؟
اگر تغییری در هریک از متغییرهای ترمودینامیکی (حجم فشار دما) ایجاد شود حالت گاز نیز تغییر میکند یعنی دستگاه از یک حالت به حالت دیگر میرود تا به مقادیر جدیدی از (حجم فشار و دما) برسد میگوییم یک فرایند ترمودینامیکی رخ داده است
14- چند فرایند ترمو دینامیکی را که در اطراف شما رخ میدهند را بنویسید؟
الف دیگ زود پز که در حجم ثابت , فشار و دمای آن دائما در حال افزایش است
ب در موتور یخچال گاز گردشی به وسیله سیلندر و پیستون متراکم و تزریق میشود
15- تبادل انرژی بین محیط و دستگاه از چند طریق صورت میگیرد؟
دو طریق گرما و کار
16- منظور از گرما در فرایند ترمودینامیکی چیست؟
گرما انرژی است که به دلیل اختلاف دما بین دستگاه و محیط مبادله میشود.و بنا به قرارداد گرمایی را که دستگاه میگیرد مثبت و گرمایی را که دستگاه از دست میدهد منفی خواهد بود
17-اگر محیط گرما از دست بدهد این گرما مثبت است یا منفی؟
با توجه به اینکه در این حالت گرما توسط دستگاه دریافت میشود پس مقدار آنرا طبق قرارداد مثبت فرض میکنند
18-منبع گرمایی چیست؟
جسمی که اگر گرما از دست بدهد یا بگیرد دمای آن به طور قابل ملاحظه ای تغییر نکند منبع گرما میگوییم مانند هوای یک اتاق برای یک استکان چایی داغ میتواند به عنوان منبع گرما در نظر گرفته شود
19-آیا مخلوط آب و یخ را میتوان به عنوان یک منبع گرما استفاده کرد؟
بله تا زمانی که آب و یخ داشته باشیم اگر به آن گرما بدهیم یا از آن گرما بگیریم دمای مخلوط تغییری نمیکند و همواره صفر درجه سلسیوس خواهد بود پس میتواند به عنوان یک منبع گرما به کار رود
20- اگر گازی را درون یک استوانه پیستون دار حبس کرده باشیم سپس پیستون را بکشیم و حجم گاز را زیاد کنیم کار انجام شده روی گاز و محیط (پیستون) را شرح دهید؟
در این حالت کار انجام شده بر روی دستگاه و کار انجام شده بر روی محیط یکسان است زیرا نیروهای وارده بر هر کدام برابر و کنش و واکنش خواهد بود فقط در علامت متفاوتند یعنی کار انجام شده بر دستگاه منفی و کار انجام شده بر محیط مثبت خواهد بود
21-در فرایندتراکم و انبساط علامت کار ( منظور کار محیط بر دستگاه) را تعیین کنید
در فرایند تراکم حجم کاهش میابد و در این حالت نیروی وارده بر دستگاه(گاز) و جهت جابجایی همسو خواهند بود در نتیجه کار مثبت است
W = FD COS0 = +FD W> 0
در فرایند انبساط حجم افزایش میابد و در این حالت نیروی وارده بر دستگاه در خلاف جهت جابجایی خواهد بود در نتیجه کار منفی میشود
W = FDCOS 180 = -FD W<0
22- فرایندهای خاص ترمودینامیکی را نام ببرید؟
فرایند هم حجم- حجم دستگاه همواره ثابت است و کار انجام شده همواره صفر خواهد بود. با افزایش دما فشار نیز افزایش میابد و بالعکس
فرایند هم فشار- فشار دستگاه همواره ثابت است و با افزایش دما حجم افزایش میابد و بالعکس
فرایند همدما- دمای دستگاه همواره ثابت است و با افزایش حجم فشار کاهش میابد و دستگاه انرژی میگیردو بالعکس
فرایند بی در رو- گرمایی بین دستگاه و محیط مبادله نمیشود یعنی دستگاه عایق بندی شده است با افزایش حجم فشار و دما کاهش میابد
23-CV علامت چیست؟
گرمای ویژه یک گاز در حجم ثابت است و بنا به تعریف برابر است با مقدار گرمایی که در حجم ثابت به یکای جرم گاز داده میشود تا دمای گاز یک درجه کلوین افزایش یابد.
CV = Q/( m ΔT)
واحد اندازه گیری آن ژول بر کیلوگرم درجه کلوین است
24-CMV نشاندهنده چیست؟
ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت است و بنا به تعریف مقدار گرمایی است که در حجم ثابت به یک مول از گاز داده میشود تا دمای آن یک کلوین افزایش یابد.
CMV = Q/(nΔt) = MCV
واحد اندازه گیری آن ژول بر مول کلوین است
نکته: ظرفیت گرمایی در حجم ثابت به جنس گاز بستگی ندارد و برای گازهای تک اتمی CMV= 3/2 R و برای گازهای دو اتمی CMV= 5/2 R میباشد
25-در فرایند همفشار کار چگونه محاسبه میشود؟
در انبساط کار دستگاه بر محیط W’ و کار محیط بر دستگاه W میباشد
W’ = -W
W’= f .Δd. cos 0 = f .Δd = PA. Δd= P. ΔV
P فشار بر حسب پاسکال
. ΔV تغییرات حجم بر حسب متر مکعب
W ‘ = -W → W = - P. ΔV
در ترمو دینامیک منظور از کار همان کار انجام شده بر دستگاه یا W میباشد.
پس: W = - P. ΔV
نکته: در فرایند همفشار با افزایش حجم دستگاه (انبساط) علامت کار منفی میشود و با کاهش حجم دستگاه(تراکم) علامت کار مثبت میشود.
26-نشان دهید که W در تراکم مثبت و در انبساط منفی است(فرایند همفشار)
در انبساط :
V2>V1 → ΔV>0
W= - P ΔV → W< 0 کار منفی
در تراکم :
V21 → ΔV<0
W= - P ΔV → W> 0 کار مثبت
27-علامت W ‘ در تراکم و انبساط گاز در فشار ثابت چیست؟
در تراکم کار روی محیط منفی و در انبساط کار روی محیط مثبت است در ست بر عکس کار روی دستگاه زیرا W و W ‘ در یک منفی متفاوتند
28- با توجه به نمودار فشار – حجم چگونه میتوان در فرایند هم فشار کار را محاسبه کرد؟
چون از لحاظ مقداری W= PΔV در نتیجه میتوانیم از مساحت زیر نمودار جهت محاسبه اندازه کار بدون در نظر گرفتن علامت آن استفاده کنیم .
29 - CP نشان دهنده چیست؟
گرمای ویژه یک گاز در فشار ثابت استو عبارتست از مقدار گرمایی که در فشار ثابت باید به یک کیلوگرم از گاز داده شود تا دمای آن یک درجه کلوین افزایش یابد
CP = Q/( m ΔT)
واحد اندازه گیری آن ژول بر کیلوگرم کلوین است
30- CMP نشان دهنده چیست؟
ظرفیت گرمایی مولی در فشار ثابت که عبارتست از مقدار گرمای لازم که در فشار ثابت به یک مول از گاز داده میشود تا دمای آن یک کلوین افزایش یابد
CMP = Q/(nΔt) = MCP
واحد اندازه گیری آن ژول بر مول کلوین است.
نکته: ظرفیت گرمایی مولی در فشار ثابت به جنس گاز بستگی ندارد و برای گازهای تک اتمی
CMP = 5/2 R و برای گازهای دواتمی CMP = 7/2 R میباشد .
-31- در کدام فرایند مقدار کار انجام شده همواره صفر است؟
در فرایند هم حجم هیچ کاری بر دستگاه یا محیط انجام نمیشود یعنی W = 0
32- در فرایند هم حجم انتقال انرژی از چه راهی صورت میگیرد؟
در فرایند هم حجم چون کار صفر است پس انرژی فقط به صورت گرما Q منتقل میشود
33- آیا در فرایند همدما انتقال گرما نیز صورت میگیرد؟
بله . اگر انتقال گرما Q بین محیط و دستگاه صورت نگیرد دمای دستگاه متغییر خواهد بود .
34-تراکم را در فرایند هم دما شرح دهید؟
قبل از تراکم گاز و منبع در حالت تعدل هستند.در نتیجه ی تراکم (کاهش حجم و افزایش فشار) دمای گاز اندکی بالا میرد و چون فرایند باید همدما باشد پس گاز (دستگاه) مقداری از گرمای خود را به محیط میدهد تا دمای آن ثابت بماند.
35-درفرایند تراکم همدما علامتQ وWرا مشخص کنید؟
درتراکم همدما گاز گرما از دست میدهد پس گرما منفی است Q < 0 و حجم کاهش میابد پس کار مثبت است یعنی W> 0
36-در انبساط همدما علامت Q و W را مشخص کنید؟
در انبساط حجم گاز افزایش میابد پس کا رمنفی است W< 0
در انبساط گاز گرما میگیرد پس گرما مثبت است یعنی Q > 0
37-انتهای یک سرنگ را مسدود کرده و انرا وارد مخلوط آب و یخ کنید .پس از مدتی گاز را به ارامی متراکم کنید آیا این فرایند را میتوان همدما در نظر گرفت؟
بله . چون مخلوط آب و یخ همواره دمای ثابتی داردپس میتواند به عنوان منبع گرمایی استفاده شود و اگر تراکم را به اهستگی انجام بدهیم گرمای گاز درون سرنگ به مخلوط ابو یخ منتقل شده و دمای دستگاه ثابت باقی میماند.
38-در فرایند هم دما رابطه بین دما و فشار را ذکر کنید؟
هر چه فرایند هم دما در دمای بالاتری انجام بگیرد. محدوده فشار ان نیز بیشتر خواهد بو د و نمودار p-v آن در فشار بالاتری رسم خواهد شد به نمودار دقت کنید که سه فرایند همدما را در دماهای مختلف نشان میدهد T1 < T2 < T3
39-تراکم بی در رو را شرح دهید؟
در فرایند بی در رو گرمایی مبادله نمیشود Q=0 با توجه به تراکم( یعنی کاهش حجم) فشار افزایش یافته و دما نیز افزایش میابد در این حالت کار بر دستگاه انجام شده و مثبت است W> 0
40-انبساط بی در رو را شرح دهید؟
در فرایند بیدر رو گرمایی مبادله نمیشود Q=0 با توجه به انبساط فشار و دما کاهش میابد کار در اینحالت بر محیط انجام شده و منفی است W<0
41-چرا در نمودار انبساط یک گاز نمودار مربوط به فرایند همدما کاهش فشار کمتری نسبت به فرایند بی در رو دارد؟
در فرایند هم دما گاز در حین انبساط از محیط گرما میگیرد ولی در فرایند بیدر رو هیچ گرمایی از محیط دریافت نمیشود در نتیجه کاهش فشار در انبساط بی در رو بیشتر از کاهش فشار در انبساط هم دما میباشد.
42-آیا متراکم یا منبسط کردن یک گاز با سرعت زیاد میتواند به عنوان یک فرایند بی در رو تلقی شود؟
بله اگر گاز را با سرعت متراکم یا منبسط کنیم .فرصت تبادل گرما با محیط را پیدا نمیکند در نتیجه میتوانیم بگوییم فرایند بی در رو صورت گرفته است.
43-چگونه میتوان تراکم گاز را در یک پیستون به صورت بی در رو انجام داد؟
هرگاه سرنگ را به وسیله مواد عایق به طور کامل عایق بندی گرمایی کنیم و هوای داخل سرنگ با محیط بیرون هیچ گرمایی مبادله نکند در این صورت اگر گاز را متراکم یا منبسط کنیم فرایند به صورت بی در رو انجام میشود
44-دو پیستون با حجم برابر و فشار مشابه را ااز یک نوع گاز پر کرده ایم اگر یکی در شرایط همدما و دیگری در شرایط بی در رو منبسط کنیم.الف) افت فشار در کدام پیستون بیشتر خواهد بود؟ ب) اندازه کار انجام شده در کدام فرایند بیشتر خواهد بود ج) نمودا ر انرا رسم کنید؟
الف-در فرایند بی دررو افت فشار بیشتر و کار انجام شده کمتر است
ب- در فرایند انبساط همدما کار انجام شده بیشتر و افت فشار کمتر است
ج-
45-نمودار P-V مربوط به تراکم همدما و تراکم بی در رو یک گاز رکامل را از فشار و حجم اولیه P1 و V1 را رسم کنید:
46-چرخه را تعریف کنید؟
فرایندی که در طول آن دستگاه پس از طی چند فرایند به حالت اولیه خود بر میگردد چرخه میگویند.
47- کار کل انجام شده در یک چرخه را چگونه از روی نمودار حساب میکنند؟
اگر مساحت داخل نمودار P-V چرخه را حساب کنیم در حقیقت کار کل انجام شده را محاسبه کرده ایم
48-چرخه کار نو چیست؟
چرخه کار نو از چها ر فرایند انبساط همدما, انبساط بی در رو , تراکم همدما , تراکم بی در رو تشکیل شده است
49- در گاز کامل انرژی درونی گاز U به چه عاملی وابسته است؟
این انرژی فقط تابع دمای مطلق گاز است ولی تغییرات این انرژی ΔU به مقدار کار و گرمای مبادله شده بین محیط و دستگاه بستگی دارد
50-تغییر انرژی درونی یک دستگاه در یک چرخه چقدر است؟
چون در طی یک چرخه گاز دوباره به حالتت اولیه خود یعنی P1 V1 T1 بر میگردد و از آنجاییکه انرژی درونی به دمای مطلق بستگی دارد نتیجه میگیریم که انرژی دستگاه در یک چرخه تغییری نمیکند و
0 =ΔU
است
51- قانون اول ترمودینامیک ماشینهای گرمایی چیست؟
این قانون رابطه میان تغییرات انرژی درونی ΔU و کار انجام شده W و گرمای مبادله شده Q را مشخص میکند بنا بر این قانون اگر دستگاه در طی فرایندی گرمای Q را بگیرد و کار W بر روی آن انجام شود تغییر انرژی درونی آن برابر مجموع کار و گرما است.( البته با در نظر گرفتن علامتها)
ΔU= Q+ W
نکته: اگر دستگاه گرما بگیرد Q > 0 و اگر گرما از دست بدهد Q < 0 خواهد بود
نکته: اگر محیط بر دستگاه کار انجام بدهد ( تراکم) W> 0 و اگر دستگاه روی محیط کار انجام بدهد
W<0 خواهد بود
52- ماشین گرمایی درون سوز و برون سوز را تعریف کرده و از هر کدام یک مثال بزنید؟
* برون سوز: ماشینهایی که گرما توسط محیط و از بیرون به دستگاه داده میشود ماشین برون سوز میگویند مثل ماشین بخار
* درون سوز: ماشینهایی که گرما توسط دستگاه به محیط بیرون داده میشود ماشین درون سوز میگویند مثل موتورها ی پیستونی اتومبیلها و کشتی ها
53- اجزائ اصلی ماشین بخار را نام ببرید:
دیگ بخار اتاقک انبساط چگالنده تلمبه شیر های ورودی و خروجی لوله های رابط
54- چهار مرحله اصلی کار ماشین بخار را مختصرا بیان کنید:
مرحله اول- آب درون دیگ بخار با در یافت گرما از کوره به بخار تبدیل شده و حجم و دمای ان افزایش میابد
مرحله دوم- با باز شدن شیر ورودی بخار آب وارد اتاقک انبساط میشود و پیستون را به حرکت در می آورد در نتیجه فشار و دمای آن کاهش میابد چون انبساط سریع انجام میشود میتوانیم آنرا انبساط بی در رو در نظر بگیریم این انبساط باعث حرکت پیستون شده و کار انجام شده بر محیط منفی خواهد بود
مرحله سوم-شیر ورودی بسته شده و شیر خروجی باز میگر دد با برگشت پیستون بخار آب به سوی چگالنده که لوله های آب سرد آنرا خنک میکند هدایت میشود در چگالنده بخار آب در فشار ثابت گرما از دست میدهد Q < 0 و به مایع تبدیل میشود و حجم آن کاهش میابد
مرحله چهارم-مایع از چگالندهتوسط تلمبه به سمت دیگ بخار بر گردانده میشود در اینحالت مایع با حجم ثابت افزایش فشار پیدا میکند تا به فشار اولیه برسد
نکته: در این چرخه منابع گرمایی کوره و چگالنده هستند کوره که دمای بالاتری دارد را منبع گرم و چگالنده که دمای کمتری دارد منبع سرد نامیده میشوند
55- نمودار چرخه ماشین بخار را رسم کنید:
A→B در دیگ بخار افزایش حجم و دما فرایند همفشار
B→C در اتاقک انبساط افزایش حجم و کاهش فشار فرایند بی در رو
C→D در چگالنده کاهش حجم و دما فرایند همفشار
D→A در تلمبه افزایش فشار و دما فرایند هم حجم
56- مراحل کار ماشینهای گرمایی درون سوز را شرح دهید؟
الف-مرحله مکش: با پایین آمدن پیستونمقداری بنزین و هوا وارد استوانه میشود
ب-مرحله تراکم: با بسته شدن دریچه ها پیستون بالا میرود و مخلوط را متراکم میکند و به حجم اولیه میرساند در این وضعیت دمای مخلوط بسیار بالاست
پ- مرحله آتش گرفتن: با جرقه زدن شمع مخلوط آتش میگیرد و با سرعت دما و فشار آن بالا میرود(هم حجم)
ت- مرحله انجام کار: در اثر فشار زیاد دستگاه منبسط شده و پیستون را به پایین می راند و کار انجام شده بر پیستون(محیط) منفی است
ث- مرحله تخلیه: با باز شدن دریچه خروج و بالا آمدن پیستون دود خارج شده و گرمای زیادی به بیرون میدهد و مراحل فوق دوباره تکرار میشود
57-نمودار چرخه اتو ماشینهای گرمایی درون سوز را رسم کنید:
A→B مرحله اتش گرفتن در حجم ثابت افزایش فشار و دما
B→C مرحله انجام کار به صورت انبساط بی در رو
C→D مرحله تخلیه در حجم ثابت کاهش فشار و دما
D→A دستگاه متراکم میشود و فشار و حجم آن به
وضعیت اولیه بر گردانده میشود(تراکم بی در رو)
58-قانون اول ترمودینا میک را برای ماشینهای گرمایی در یک چرخه کامل بنویسید؟
بر اساس این قانون ΔU= Q+ W که در یک چرخه ماشین گرمایی 0 QH> گرمای گرفته شده از منبع گرم و QC < 0 گرمای داده شده به منبع سرد است در نتیجه گرمای استفاده شده در این چرخه و کار انجام شده بر پیستون منفی است یعنی و چون در یک چرخه ΔU=0 است پس خواهیم داشت :
59-بازده چیست؟
بازده نشان میدهد که چه کسری از گرمای حاصل از سوخت به کار تبدیل میشود . به بیان ساده تر میزان کارایی ماشین را نشان میدهد
نکته : بازده هیچ ماشینی نمیتواند بیشتر از یک باشد و البته هنوز ماشینی که بازده ان یک باشد نیز ساخته نشده است.
60-بازده ماشینهای گرمایی از چه فرمولی محاسبه میشود؟
چون در فرمول بازده دو کمیت کار w و گرمای منبع گرم Q هر دو از جنس انرژی و واحد انها زول میباشد پس بازده یکا ندارد.
62-چگونه میتوان بازده ماشین گرمایی را افزایش داد؟
با توجه به فرمول بازده اگر کار بیشتری انجام شود و گرمای کمتری به منبع سرد داده شود بازده افزایش میابد.
63- اگر ماشینی همه گرمای در یافتی را به کار تبدیل کند آیا قانون اول ترمودینامیک ماشینهای گرمایی نقض میشود؟
خیر زیرا بر طبق قانون اول ترمودینامیک ΔU= Q+ W و همچنین پس اگر QC = 0 باشدآنگاه
W = QH خواهد بود. که این امر ناقض قانون اول نیست.
64- قانون دوم ترمودینامیک را برای ماشینهای گرمایی بنویسید؟
طبق این قانون ممکن نیست دستگاه چرخه ای را بپیماید که در حین آن مقداری گرما از منبع گرم جذب و تمام آنرا به کار تبدیل کند یعنی همواره
QH ≠W و یا اینکه Q C ≠ 0 خواهد بود
65- بازده ماشین گرمایی کارنو را بنویسید:
چون ماشین گرمایی کارنو بیشترین بازده را دارد پس
66- به صورت ساده یخچال را تعریف کنید؟یخچال وسیله ای است که گرما را از جسم سرد (محتویات یخچال) به جسم گرم (هوای بیرون یخچال) منتقل میکند. در حقیقت میتوان گفت یخچال یک ماشین گرمایی است که در جهت عکس فرایندها را طی میکند.
نکته : در یخچالها گرمای گرفته شده از منبع سرد مثبت است0 QH> و گرمای داده شده به منبع گرم منفی است QC <0 است
نکته : در یخچالها کار انجام شده بر دستگاه مثبت است یعنی محیط بر دستگاه کار انجام میدهد.
67- قانون اول ترمو دینامیک را برای یخچالها بنویسید؟
ΔU= Q+ W
68- به صورت خلاصه طرز کار یخچال را شرح دهید :
در محفظه تبخیر مایع درون لوله های یخچال (دستگاه) گرمای نهان تبخیر QC را از منبع سرد ( مواد غذایی) میگیرد و حجم و دمای آن بالا میرود تبدیل به گاز میشود
. سپس وارد کمپرسور شده و کمپرسور روی دستگاه کار انجام میدهد و با فشار زیاد آنرا وارد چگالنده میکند
در چگالنده گاز گرمای QH را به منبع گرم ( هوای بیرون یخچال ) میدهد و مایع میشود
و بعد از گذشتن از شیر انبساط دوباره وارد محفظه تبخیر شده و چرخه تکرار میشود
69-ضریب عملکرد یخچال چیست؟
این ضریب نشان دهنده کارایی یخچال است و نشان میدهد که نسبت گرمای گرفته شده از منبع سرد به کار انجام شده بر دستگاه چقدر است. هر قدر ضریب عملکرد یخچال بیشتر باشد یخچال بهتر کار میکند و با صرفه تر است
70- قانون دوم ترمو دینامیک را به بیان یخچالی بنویسید؟
براساس این قانون گرما به خودی خود از جسم سرد به جسم گرم منتقل نمیشود یا به بیان ساده تر کار انجام شده بر دستگاه هیچ گاه صفر نمیگردد , QH ≠ QC
و یعنی W ≠ 0
71- رابطه میان قانون دوم یخچالها و قانون دوم ماشینهای گرمایی را بیان کنید؟
این دو قانون معادل همدیگرند یعنی اگر قانون دوم یخچالها نقض شود یعنی گرما به خودی خود از جسم سرد به جسم گرم منتقل شود آنگاه قانون دوم ماشینهای گرمایی هم نقض میشود یعنی میتوان ماشینی ساخت که در یک چرخه تمام گرمای گرفته شده را به کار تبدیل کند و بر عکس.
72- در فرایند هم حجم چگونه میتوان فشار گاز را افزایش داد؟
کافیست کمی گرما به دستگاه بدهیم تا دمای آن بالا برود.
73- نشان دهید در انبساط همفشار گاز کامل باید به آن گرما داد؟
اگر حجم گاز محبوس شده را افزایش دهیم ( انبساط) فشار گاز کم خواهد شد در فرایند همفشار انبساط به آهستگی انجام میشود و برای آنکه فشار کاهش نیابد باید به گاز گرما بدهیم تا کاهش فشار را جبران کند و فشار دستگاه ثابت بماند.
74-آیا با باز گذاشتن در یخچال میتوان اتاق را خنک کرد؟
خیر زیرا با باز کردن در یخچال در حقیقت منبع سرد و گرم را به طور مستقیم به هم ارتباط داده ایم و عملا انتقال انرژی از چشمه سرد به چشمه گرم بی معنی است. علاوه بر این کار کردن موتور یخچال (ایجاد گرمای موتور ) با عث گرمتر شدن اتاق میشود.
75- وجود برفک در یخچال چه اثری بر عملکرد دستگاه دارد؟
وجود برفک باعث میشود گرما به سختی از مواد غذایی در یافت گردد( زیرا برفک مانند یک عایق گرمایی عمل میکند) و برای پایین نگه داشتن دمای یخچال موتور یخچال باید مدت زمان بیشتری کار کند و عمر یخچال کوتاهتر و کارایی آن کمتر میشود
76-چرا بازده واقعی ماشینهای گرمایی از بازده بدست آمده توسط فرمول بسیار کمتر است؟
زیرا در واقعیت تمام اختلاف گرمایی میان منبع سرد و گرم به کار تبدیل نمیشود بلکه مقداری از آن تحت تاثیر اصطکاک هدر میرود در نتیجه مقدار کار واقعی انجام شده کمتر خواهد بود و بازده نیز کاهش میابد.
موضوعات مرتبط: فیزیک3