1.3 Övningar

En mängd gas vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur innesluts i en cylinder av en kolv. Gasen tillåts expandera ganska snabbt så att den utför relativt mycket arbete, \displaystyle 60 \,\mathrm{kJ} , samtidigt som enbart \displaystyle 5 \,\mathrm{kJ} går förlorat som värme.

Hur stort är \displaystyle W ?
Hur stort är \displaystyle Q ?
Hur ändras gasens inre energi?

(Var noga med tecknen i dina svar.)

En mängd gas som är innesluten i en cylinder av en kolv, komprimeras samtidigt som den kyls. Kolven utför \displaystyle 50 \,\mathrm{kJ} arbete på gasen medan den kyls på precis det sätt som krävs för att dess inre energi ska förbli oförändrad.

Hur stort är det tillförda värmet \displaystyle Q ?

(Var noga med tecknen i ditt svar.)

När 1 liter bensin (vi ser den som ren oktan) förbränns i luft, omvandlas \displaystyle 34 \,\mathrm{MJ} inre energi från kemisk bindningsenergi till en temperaturhöjning i gasblandningen. Under vissa konstanta körförhållanden omvandlar en viss bilmotor \displaystyle 9 \,\mathrm{MJ} av denna energi till arbete, t.ex. arbete utfört mot luftmotståndet.

a) Hur mycket värme måste kylas bort från motorn för att hålla dess temperatur konstant?
b) Hur stor är motorns verkningsgrad?

Genom ett kylskåps väggar flyter \displaystyle 300 \,\mathrm{kWh/år}=34 \,\mathrm{W} värmeenergi in och kylskåpet tillförs \displaystyle 200 \,\mathrm{kWh/år}=23 \,\mathrm{W} elenergi.

a) Hur mycket värme avges på kylskåpets baksida?
b) Beräkna kylskåpets köldfaktor.
c) Uppskatta den maximala köldfaktor som kylskåpet skulle kunna ha i teorin. (Antag temperaturer själv)