4. uzdevums


Tvaika turbīnas darbības shēma

Mūsdienās tvaika turbīnas izmanto elektrības ražošanai. Tvaika turbīnas sildītāja temperatūra ir 200 °C, bet dzesētāja temperatūra 10 °C. Tvaiks viena cikla laikā veic 1440 J lielu darbu. Pieņemot, ka tvaika turbīna strādā kā ideāla siltuma mašīna, aprēķini:

  • cik lielu maksimālo vērtību var sasniegt tvaika turbīnas lietderības koeficients;
  • siltuma daudzumu, ko tvaiks saņem no sildītāja;
  • siltuma daudzumu, ko tvaiks atdod dzesētājam!
Atrisinājums


Ideālās siltuma mašīnas lietderības koeficientu iespējams noteikt, ja zināma sildītāja un dzesētāja temperatūra, kuru apraksta formula:
ηmax = Šeit T1 – sildītāja temperatūra, T2 - dzesētāja temperatūra.
Jāievēro, ka temperatūra izsakāma kelvinos.
(T1 = 200 + 273 = 473 K, T2 = 10 + 273 = 283 K). Formulā ievieto skaitliskās vērtības ηmax = ≈ 0,4 = 40 % .

Tālāk

Lai aprēķinātu siltuma daudzumu Q1, ko tvaiks saņēma no sildītāja, izmanto atziņu, ka lietderības koeficients ir veiktā darba attiecība pret pievadīto siltuma daudzumu η =, kur A - tvaika veiktais darbs, η - tvaika mašīnas lietderības koeficients.
Tad no formulas izsaka Q1:
Q1=A/η =3600 J

Tālāk

Veiktais darbs A ir starpība starp siltuma daudzumu Q1 un Q2 (Q2 – siltums, ko tvaiks atdod dzesētājam): A = Q1 – Q2 un Q2 = Q1 – A. Ievietojam formulā skaitliskās vērtības: Q2 = 3600 – 1440 = 2160 J.

Tālāk

Atbilde

Tvaika turbīnas lietderības koeficients ir 40 %, tvaiks saņēma no sildītāja 3600 J siltuma, tvaiks atdeva dzesētājam 2160 J siltuma.