Номер 11, страница 33 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

III. Тепловые двигатели. Выполняем тест - номер 11, страница 33.

Условие.

11. В паровой турбине температура отработанного пара:

1) выше температуры пара в паровом котле

2) равна температуре пара в паровом котле

3) ниже температуры пара в паровом котле

4) равна температуре окружающего воздуха

Решение.

Решение

Паровая турбина — это тепловой двигатель, предназначенный для преобразования внутренней энергии нагретого пара в механическую работу. Принцип её действия основан на законах термодинамики.

1. В паровом котле вода нагревается до высокой температуры и превращается в пар под высоким давлением. Этот пар обладает большой внутренней энергией.

2. Горячий пар под высоким давлением поступает на лопатки турбины. Расширяясь, пар давит на лопатки и заставляет ротор турбины вращаться, совершая тем самым механическую работу ($\text{A}$).

3. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы ($\Delta U$) равно сумме работы, совершённой над системой, и количества теплоты ($\text{Q}$), переданного системе. Если система сама совершает работу, то формула выглядит так: $\Delta U = Q - A$.

4. В идеальном случае процесс расширения пара в турбине можно считать адиабатным, то есть происходящим без теплообмена с окружающей средой ($Q=0$). Тогда первый закон термодинамики принимает вид: $\Delta U = -A$.

5. Так как турбина совершает полезную работу ($A > 0$), то изменение её внутренней энергии отрицательно ($\Delta U < 0$). Это означает, что внутренняя энергия пара уменьшается.

6. Внутренняя энергия газа (пара) напрямую связана с его температурой. Уменьшение внутренней энергии приводит к понижению температуры и давления пара.

Следовательно, пар, прошедший через турбину и совершивший работу (отработанный пар), имеет более низкую температуру, чем пар, поступивший в неё из парового котла.

Ответ: 3