Univerzitet u Sarajevu

Elektrotehni£ki fakultet

Inºenjerska �zika 2

Akademska 2014/2015.

Tutorijal 3

Zadatak 1.Motori sa unutra²njim sagorjevanjem rade na principu Ottovog ciklusa, prikazanog na slici.

Ciklus se sastoji od dva adijabatska i dva izohorna procesa. Izvesti izraz za koe�cijent korisnog

dejstva ovog ciklusa i izra£unati ga za slu£aj kada je kompresioni faktor r = V1V2

= 8, a adijabatskieksponent gasa κ = 1, 4.

Slika 1.

Zadatak 2.Kolika je promjena entropije sistema i okoline kad se 1kg leda temperature −10◦C otopi i ura-

vnoteºi s okolinom temperature ∓10◦C? Speci�£na toplota leda je cl = 2.1 kJkgK , latentna toplina

topljenja leda je q = 335kJkg , a speci�£na toplota vode je cv = 4.2 kJ

kgK .

Zadatak 3.Zrak mase 10kg, pritiska 15 bara i temperature 50◦C izobarno se ²iri do trostruke zapremine,

zatim se izohorno hladi do pritiska od 6 bara. Nakon toga se adijabatski ²iri do po£etne tempe-

rature i na kraju se izotermno sabija do po£etnog stanja. Molarna masa zraka je M = 29 gmol , a

adijabatski koe�cijent κ = 1.4. Odrediti:

a) termi£ki koe�cijent korisnog dejstva i

b) promjenu entropije za cijeli ciklus.

Zadatak 4.Carnotov kruºni proces odvija se izme�u 300K i 700K. U sistemu je zrak mase 1kg. U po£etku

izotermne ekspanzije pritisak je 40bara, a najniºi je pritisak u toku procesa 1bar. Molarna masa

zraka je M = 29 gmol , a adijabatski koe�cijent κ = 1.4.

a) Koliki su pritisak, zapremina i temperatura u sve £etiri karakteristi£ne ta£ke procesa? Po-

trebno je nacrtati p− V dijagram.

b) Kolika je dovedena i odvedena toplota i koliki je dobiveni rad?

c) Koliki je termi£ki stepen iskori²tenja (koe�cijent korisnog djejstva)?

d) Kolika je promjena entropije u svakom dijelu procesa? Nacrtati T − S dijagram.

e) Koliko ¢e se promijeniti unutra²nja energija radnog �uida (zraka) u toku kruºnog procesa?

1

Zadatak 5.Idealna rashladna ma²ina radi po Carnotovom ciklusu. U toku ²irenja gasa pritisak se smanji

tri puta, a zapremina se udvostru£i. Ako u toku jednog ciklusa ma²ina utro²i mehani£ki rad

A = 100J , izra£unati koli£inu toplote koja se odvede sa hladnog izvora toplote u tom ciklusu.

Rezultati:

1. η = 0.564

2. ∆S = 50J

K

3. a) η = 13.5%; b) ∆S = 0J

K

4. b)Q1 = 145.4kJ ; Q2 = −62.3kJ ; A = 83kJ ; c) η = 0, 57 ; d) ∆S = 0J

K;

e) ∆U = −287kJ

5. Q = 200J

2