Kezdőlap


Feladat:	2433. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Czibula István , Németh István , Zóka Gábor
Füzet:	1990/október, 330 - 331. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Hűtőgépek, Entrópia, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1989/november: 2433. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A feladatban szereplő rendszert egy ábrán lehet szemléltetni. Az ábrához az energiamegmaradás elvét, vagyis a termodinamika I. főtételét használtuk fel. Az ábrán látható hőértékek 1 másodperces időre vonatkoznak, és feltettük, hogy a hőerőgép és a hűtőgép közötti munkaátvitel nem jár mechanikai energiaveszteséggel.

a) Mivel zárt rendszer entrópiája nő:

\begin{matrix} Δ S = - \frac{Δ Q}{T_{1}} + \frac{Δ Q + W}{T_{3}} + \frac{Δ Q' - W}{T_{3}} - \frac{Δ Q'}{T_{2}} \geq 0. \end{matrix}

Átrendezve:

\begin{matrix} \frac{Δ Q}{T_{1}} + \frac{Δ Q'}{T_{2}} \leq \frac{Δ Q + Δ Q'}{T_{3}} . \end{matrix}

Ebből a megadott adatokkal (

Δ Q = 500 kJ

T_{1} = 255 K

T_{2} = 523 K

T_{3} = = 288 K

) kapjuk, hogy

Δ Q' \geq 144 kJ

. Azaz a hőerőgépnek másodpercenként legalább 144 kJ hőt kell felvennie.
b) A környezet entrópiájának növekedése:

\begin{matrix} Δ S_{k} \geq \frac{Δ Q + Δ Q'}{T_{3}}, \end{matrix}

azaz a megadott adatokkal

\begin{matrix} Δ S_{k} = 2, 236 kJ/K . \end{matrix}

A környezet entrópiája tehát legalább

2, 236 kJ/K

-nel nő.

Czibula István (Ócsa, Bolyai J. Gimn., IV. o. t.)