Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Rd7t4rOiqn6cz1

Ćwiczenie 1

Stopień sprężania w silniku cieplnym to (wskaż najbardziej trafne uzupełnienie):

stosunek ciśnienia maksymalnego do minimalnego w cyklu pracy silnika.
stosunek objętości maksymalnej do minimalnej w cyklu pracy silnika.
różnica pomiędzy ciśnieniem maksymalnym a minimalnym w cyklu pracy silnika.
różnica pomiędzy objętością maksymalną a minimalną w cyklu pracy silnika.

RYOSYiu5BDJUN1

Ćwiczenie 2

Wskaż prawdziwe stwierdzenie dotyczące wpływu stopnia sprężania na moc silnika.
Przyjmij, że inne parametry pracy silnika nie ulagają zmianie.

Zwiększenie mocy silnika wynika ze zwiększenia stopnia sprężania.
Zwiększenie mocy silnika nie jest możliwe do uzyskania przez zmianę stopnia sprężania.
Zwiększenie mocy silnika wynika ze zmniejszenia stopnia sprężania.

RlbdBbMDAK4KR1

Ćwiczenie 3

Wskaż właściwe uzupełnienia:

Nie można zbudować silnika, który całe pobrane ciepło zamienia na pracę (czyli ma sprawność równą 100%), ponieważ {#w każdym cyklu część pobranego ciepła musi być oddana do otoczenia} / {zabrania tego zasada zachowania energii} / {mamy niewystarczająco zaawansowaną technologię}.
W przyszłości ograniczenie to {#będzie niezmiennie obowiązywało} / {zostanie być może ominięte dzięki postępowi technicznemu} / {zostanie przesunięte w górę, np. do poziomu 120%}.

Ćwiczenie 4

R4qXiw9X29RZy

Uzupełnij zdanie:

W celu zwiększenia mocy silnika cieplnego należy {zwiększyć} {#zmniejszyć} temperaturę chłodnicy i, niezależnie od tego, {#zwiększyć} {zmniejszyć} temperaturę grzejnika.
Dzięki temu bowiem, na pewno {#skróci się czas trwania cyklu} {zwiększy się pojemność skokowa} {wzrośnie stopień sprężania}.

Ćwiczenie 5

RVqW3rGcZUdyd

Silnik cieplny pobiera w jednym cyklu ciepło $Q_{p} = 5,8 kJ$ , a oddaje ciepło $Q_{od} = 2,2 kJ$ . Oblicz pracę wykonaną przez silnik podczas jednego cyklu.

$W =$ ............ kJ

Ćwiczenie 6

Na wykresach poniżej przedstawiono cykle termodynamiczne dwóch silników. Oba wykresy wykonane są w tej samej skali. Czy można rozstrzygnąć, który z silników ma większą moc? Uzasadnij swój pogląd.
Wpisz swoje rozumowanie w przygotowane pole i porównaj z wyjaśnieniem wzorcowym

RRBUXLPaBhaHJ

Ćwiczenie alternatywne. Mamy dwa silniki A i B. Stopnie sprężania są w obu silnikach jednakowe. Silnik B ma większą pojemność skokową cylindra, czyli większą różnicę między maksymalną i minimalną objętością gazu niż silnik A. Czy można rozstrzygnąć, który z silników ma większą moc? Uzasadnij swój pogląd. — Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Mamy dwa silniki A i B. Stopnie sprężania są w obu silnikach jednakowe. Silnik B ma większą pojemność skokową cylindra, czyli większą różnicę między maksymalną i minimalną objętością gazu niż silnik A. Czy można rozstrzygnąć, który z silników ma większą moc? Uzasadnij swój pogląd.

Ćwiczenie 7

Na wykresach poniżej przedstawiono cykle termodynamiczne dwóch silników. Oba wykresy wykonane są w tej samej skali. Mimo różnic w przebiegu, w obu silnikach czas trwania cyklu jest jednakowy.
Rozstrzygnij, który z silników, A czy B, ma większą moc. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie.
Wpisz rozumowanie w przygotowane pole i porównaj z wyjaśnieniem wzorcowym

RithLSGMMqoGQ

Ćwiczenie alternatywne. Mamy dwa silniki A i B, w których czas trwania cyklu jest jednakowy. Pojemność skokowa, czyli różnica pomiędzy największą a najmniejszą objętością, również jest jednakowa. Silnik A ma większy stopień sprężania, czyli większy stosunek maksymalnego do minimalnego ciśnienia gazu niż silnik B. Rozstrzygnij, który z silników, A czy B, ma większą moc. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie. — Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Mamy dwa silniki A i B, w których czas trwania cyklu jest jednakowy. Pojemność skokowa, czyli różnica pomiędzy największą a najmniejszą objętością, również jest jednakowa. Silnik A ma większy stopień sprężania, czyli większy stosunek maksymalnego do minimalnego ciśnienia gazu niż silnik B. Rozstrzygnij, który z silników, A czy B, ma większą moc. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie.

3ciekawostka1

Ćwiczenie 8

Silnik samochodowy rozwija użyteczną moc $P = 120 kW$ przy wskazaniach obrotomierza 4800 obrotów na minutę. W każdym cyklu pracy wydziela się w nim - wskutek spalania benzyny - ciepło $Q_{p} = 5 kJ$ . Oblicz sprawność tego silnika.

Skorzystaj ze wyrażenia pozwalającego obliczyć sprawność:
$η = \frac{W}{Q_{p}}$
gdzie $W$ to praca wykonana przez silnik w jednym cyklu.

Oblicz $T$ - czas trwania jednego cyklu pracy silnika i powiąż pracę $W$ z mocą $P$ .

1. Czas trwania jednego cyklu to 60 sekund na 4800 obrotów, czyli $T = \frac{1}{80} s$ .

2. Praca $W$ wykonana w jednym cyklu związana jest z mocą $P$ oraz czasem trwania cyklu $T$ wyrażeniem:

W = P \cdot T = 120 kW \cdot \frac{1}{80} s = 1, 5 kJ

3. Sprawność $η$ tego silnika wynosi więc:

η = \frac{W}{Q_{p}} = \frac{1, 5 kJ}{5 kJ} = 0, 3

Ta wartość może wydawać się dość niska. Staje się jednak bardziej zrozumiała gdy uwzględnimy, że nie jest to sprawność abstrakcyjnego silnika cieplnego, lecz realnego urządzenia - jednostki napędowej samochodu. Rozpraszanie energii w takim urządzeniu związane jest nie tylko z oddawaniem ciepła do otoczenia w celu zamknięcia cyklu, ale także w związku z obecnością oporów ruchu wewnątrz samego silnika oraz w całym mechanizmie przekazującym napęd z silnika do kół.

Film samouczek

Dla nauczyciela