Jméno: _ podpis: ročník: č. studenta. Otázky typu A (0.25 bodů za otázku, správně je pouze jedna odpověď)

Transkript

1 Jméno: _ podpis: ročník: č. studenta Otázky typu A (0.25 bodů za otázku, správně je pouze jedna odpověď) 1. JEDNOTKA PASCAL JE DEFINOVÁNÁ JAKO a. N.m.s b. kg.m-1.s-2 c. kg.m-2 d. kg.m.s 2. KALORIMETRICKÁ ROVNICE UDÁVÁ a. množství potřebného tepla na ohřátí 1 kg látky o 1 K b. podmínky, kdy jsou dvě tělesa v termické rovnováze c. vzájemný vztah mezi teplem a mechanickou prací d. tepelný výkon stroje s přímým oběhem 3. ABSOLUTNÍ TEPLOTNÍ NULA JE a. 0 C b. -273,15 K c. -273,15 C d. -237,15 C 4. TEPLOTA a. vyjadřuje tepelný stav látky b. udává množství přivedeného a odvedeného tepla c. určuje skupenský stav látek d. je zvláštní forma práce, která je konána při interakci molekul 5. PRO SPECIFICKOU PLYNOVOU KONSTANTU IDEÁLNÍHO PLYNU PLATÍ a. r = p.t/v b. r = T.v/p c. r = p.v/t d. r = p/(t.v) 6. CHOVÁNÍ IDEÁLNÍHO PLYNU PŘI KONSTANTNÍM TLAKU POPISUJE a. Mayerův zákon b. Charlesův zákon c. Gay-Lussacův zákon d. Boyle-Mariottův zákon 7. POISSONOVA KONSTANTA JE DÁNA a. rozdílem c p a c v b. podílem c p a c v c. součinem c p a c v d. součtem c p a c v

2 8. KTERÁ Z NÁSLEDUJÍCÍCH HODNOT NENÍ HODNOTOU UNIVERZÁLNÍ PLYNOVÉ KONSTANTY a. 8,314 [J.K -1.mol -1 ] b [kj.k -1.kmol -1 ] c [J.K -1.kmol -1 ] d. 0, [kj.k -1.mol -1 ] 9. BOYLE-MARIOTTŮV ZÁKON UDÁVÁ ZÁVISLOST a. změny tlaku plynu na změně teploty při konstantním objemu b. změny objemu plynu na změně tlaku při konstantní teplotě c. změny teploty plynu na změně objemu při konstantním tlaku d. změny objemu plynu na změně tlaku při konstantním teple 10. ABSOLUTNÍ PRÁCE PLYNU JE URČENA ZMĚNOU a. změnou objemu plynu a tlakem plynu b. změnou teploty plynu a měrným teplem plynu c. změnou tlaku plynu a objemem plynu d. změnou entalpie a tlakem plynu 11. ROVNICE dq=du+da JE a. Mayerova rovnice b. matematické vyjádření prvního zákona termodynamiky c. matematické vyjádření druhého zákona termodynamiky d. stavová rovnice plynu 12. TECHNICKÁ PRÁCE PLYNU JE a. práce, která se vykonává změnou objemu plynu b. práce, která se vykonává změnou tlaku plynu c. práce, kterou vykonává každé technické zařízení využívající plyn jako pracovní médium d. práce získaná změnou tepelného obsahu plynu 13. ENTALPIE IDEÁLNÍHO PLYNU JE a. závislá jen na teplotě plynu b. závislá jen na tlaku plynu c. konstantní při kvazistatických dějích d. závislá na všech stavových veličinách 14. ZMĚNA VNITŘNÍ ENERGIE IDEÁLNÍHO PLYNU JE DÁNA VZTAHEM a. du=c v.dt b. du=c p.dt c. du=κ.c p.dt d. du=κ.c n.dt

3 15. KTERÁ Z ROVNIC NENÍ FORMULACÍ PRVNÍHO ZÁKONA TERMODYNAMIKY a. dq=dh+da t b. dq=dh+da c. dq=du+da d. dq=c v.dt+da 16. ZMĚNA ENTALPIE IDEÁLNÍHO PLYNU JE DÁNA VZTAHEM a. dh=c v.dt b. dh=c p.dt c. dh=κ.c p.dt d. dh=κ.c n.dt 17. JEDNOTKOU ENTALPIE JE a. H [J] b. H [J.kg -1 ] c. H [J.kg -1 K -1 ] d. H [W] 18. ROVNICE p.v n =konst. JE ROVNICÍ PRO POLYTROPICKOU ZMĚNU. KDYŽ POLYTROPICKÝ KOEFICIENT n NAHRADÍME ČÍSLEM 1, DOSTANEME ROVNICI PRO a. izobarickou změnu b. izochorickou změnu c. izotermickou změnu d. adiabatickou změnu 19. KDYŽ SE SYSTÉMU PŘIVÁDÍ TEPLO, JEHO ENTROPIE a. se nemění b. se snižuje c. se zvyšuje d. entropie není závislá na velikosti přivedeného tepla 20. TECHNICKÁ PRÁCE SE MŮŽE KONAT a. jen pokud dochází k posunu pístu b. i v případě, že nedochází k posunu pístu c. jen při izochorickém ději d. jen při izobarickém ději 21. PŘI ROZPUŠTĚNÍ 1kg LEDU SE MUSÍ DODAT ENERGIE, KTERÁ JE a. větší než energie potřebná k zahřátí 1kg vody o 10 C b. zanedbatelně malá, protože led se rozpouští bez zvyšování teploty c. menší než energie potřebná k zahřátí 1kg vody o 10 C d. menší než energie potřebná k zahřátí 10kg ledu o 1 C

4 22. PŘI IZOBARICKÉM DĚJI SE TEPLO DODANÉ SYSTÉMU ROVNÁ a. změně vnitřní energie b. změně měrné entalpie c. vykonané práci d. změně entalpie 23. DRUHÝ TERMODYNAMICKÝ ZÁKON VYLUČUJE, ABY a. teplo přecházelo z chladnějšího na teplejší těleso b. se konala práce na úkor tepla c. se mohl realizovat cyklický děj, kdy se veškerá energie odebírá jen z teplejšího systému a koná se mechanická práce d. se podařilo vyrobit tepelný stroj, který v každém cyklu přemění všechnu tepelnou energii dodanou ohřívačem na mechanickou práci 24. JAKÝ OBJEM MÁ 9 mol DUSÍKU ZA NORMÁLNÍCH PODMÍNEK (NORMÁLNÍ ATMOSFERICKÝ TLAK, TEPLOTA 0 C)? a. 2,1 litrů b. 202 litrů c. 2,02 m 3 d. 2,02 dm CHLADNIČKA SE OD TEPELNÉHO ČERPADLA LIŠÍ TÍM, ŽE a. potřebuje dodávat energii (například z elektrické sítě) b. její koeficient výkonu je dán poměrem odebraného tepla a dodané energie z vnějšího zdroje c. ji realizuje oběh, který běží opačně než u tepelného čerpadla d. odebírá tepelnou energii z chladných prostor a dodává ji do teplých prostor 26. TERMICKÁ ÚČINNOST TEPELNÉHO STROJE a. může být větší než jedna b. může být větší než jedna pouze u tepelných čerpadel c. nemůže být nikdy větší než jedna d. je právě 1 u idealizovaného vratného stroje 27. IDEÁLNÍ PLYN APROXIMUJE DOBŘE REÁLNÝ PLYN a. při nízkých teplotách, kdy je pohyb molekul pomalý b. při vysokých tlacích, protože molekuly se pak chovají jako bodové částice c. při vyšších teplotách a malých tlacích, kdy molekuly vzájemně interagují jen velmi málo d. jen ve stavu termodynamické rovnováhy

5 28. MALÁ ZMĚNA MĚRNÉ ENTROPIE JE PŘI VRATNÉM DĚJI ROVNA a. Tdq b. dq/t c. TdQ d. Tds 29. TEPLO DODANÉ SYSTÉMU PŘI VRATNÉM DĚJI JE ZNÁZORNĚNO a. plochou pod křivkou znázorňující děj v p-v diagramu b. plochou pod křivkou T(s) tohoto děje c. plochou pod křivkou s(t) tohoto děje d. délkou křivky znázorňující děj v T-s diagramu 30. STIRLINGŮV IDEALIZOVANÝ OBĚH MÁ TERMICKOU ÚČINNOST a. nižší než Carnotův oběh b. vyšší než Carnotův oběh c. stejnou jako Carnotův oběh d. vyjádřenou topným faktorem 31. DALTONŮV ZÁKON VYJADŘUJE, ŽE a. směs několika plynů má stejný tlak jako tlaky jednotlivých plynů ve směsi b. při míchání ideálních plynů nedochází takřka k žádné interakci molekul c. každý plyn ve směsi ideálních plynů má svůj tlak a teprve jejich součet určuje tlak plynové směsi d. dva ideální plyny stejného objemu, tlaku a teploty mají stejný počet molekul 32. PŘI SMÍCHÁNÍ DVOU PLYNŮ O RŮZNÝCH TEPLOTÁCH a. se jejich parciální tlaky vyrovnají b. se jejich teploty vyrovnají na teplotu určenou kalorimetrickou rovnicí c. se jejich vnitřní energie sníží při vyrovnávání teplot d. se jejich teploty prakticky nezmění 33. PŘI VÝTOKU PLYNU Z NÁDOBY SE JEHO TLAK a. sníží jen při výtoku do vakua b. sníží vždy c. změní na tlak kritický d. nezmění, protože entalpie plynu se změní jen o kinetickou energii proudu 34. ROVNICE KONTINUITY VYJADŘUJE TO, ŽE a. energie proudící tekutiny se zachovává b. tekutina se nemůže nikde zhušťovat c. tekutina se nemůže urychlovat, pokud se průměr trubice zvětšuje d. hmotnostní průtok je v každém průřezu trubice stejný

6 35. VAN DER WAALSOVA STAVOVÁ ROVNICE JE NA ROZDÍL OD STAVOVÉ ROVNICE IDEÁLNÍHO PLYNU SPECIFIKOVÁNA DALŠÍMI DVĚMA PARAMETRY: a, b. TYTO PARAMETRY ZNAMENAJÍ a. univerzální konstanty stejné pro všechny plyny b. korekční členy k objemu a tlaku plynu, které jsou pro daný plyn konstantami c. korekční členy k objemu a tlaku plynu, které mohou záviset na tlaku a teplotě d. korekční členy k objemu a tlaku plynu, které mohou záviset jen na teplotě 36. HMOTNOSTNÍ PRŮTOK DÝZOU SE ZADANÝM PRŮŘEZEM VÝSTUPNÍHO OTVORU JE a. maximální pro kritický poměr tlaků (výstupní/vstupní) b. maximální při výtoku do vakua c. nulový při kritickém poměru tlaků d. konstantní pro všechny poměry tlaku až do kritického poměru. 37. VE FOURIEROVĚ ZÁKONĚ, q= - gradt, ZNAMENÁ q a. teplo přiváděné do systému stěnou o tepelné vodivosti b. množství tepla za jednotku času přivedené do systému teplotním spádem gradt c. tepelný tok v místě, kde je teplotní spád gradt d. množství tepla, které projde za jednotku času jednotkovou plochou rovnoběžnou se směrem šíření tepla 38. MĚJME STĚNU O TLOUŠŤCE d A TEPELNÉ VODIVOSTI KOEFICIENT PROSTUPU TEPLA k TOUTO STĚNOU JE a. Větší než d b. Menší než d c. Větší než d. Menší než 39. PRO CHARAKTERIZACI PROUDĚNÍ JE VÝZNAMNÉ REYNOLDSOVO ČÍSLO Re. JE-LI w RYCHLOST, d NĚJAKÝ DÉLKOVÝ PARAMETR, HUSTOTA A SOUČINITEL KINEMATICKÉ VISKOZITY, JE a. Re = w /d b. Re = wd/ c. Re = wd/ d. Re = w / 40. MAXIMÁLNÍ HODNOTA MONOCHROMATICKÉ SÁLAVOSTI ABSOLUTNĚ ČERNÉHO TĚLESA SE PŘI ROSTOUCÍ TEPLOTĚ TĚLESA a. zvyšuje a posouvá se směrem k delším vlnovým délkám b. zvyšuje a posouvá se směrem ke kratším vlnovým délkám c. snižuje a posouvá se směrem k delším vlnovým délkám d. snižuje a posouvá se směrem ke kratším vlnovým délkám

7 Otázky typu B (každá otázka za 1 bod, správně může být 1 nebo 2 odpovědi) 1) NECHŤ ZÁVISÍ MĚRNÝ OBJEM NA MĚRNÉ ENTALPII A TEPLOTĚ TÍMTO ZPŮSOBEM: ( ), KDE A, B, C JSOU KONSTANTY. URČETE, JAKOU ZMĚNU MĚRNÉHO OBJEMU VYVOLÁ MALÁ ZMĚNA TEPLOTY. a) b) ( ) c) ( ) d), 2) JAKÝ ROZMĚR MAJÍ KONSTANTY A, B, C Z PŘEDCHOZÍHO PŘÍKLADU (m metr, J Joule, K Kelvin, kg kilogram)? a),, b),, c),, d),, 3) NESTACIONÁRNÍ TEPLOTNÍ POLE ZÁVISÍ NA PROSTOROVÝCH SOUŘADNICÍCH TÍMTO ZPŮSOBEM: ( ) ( ), KDE D, E, F, g JSOU KONSTANTY. PROSTŘEDÍ SE NEPOHYBUJE A NEJSOU V NĚM TEPELNÉ ZDROJE. JE-LI a SOUČINITEL TEPLOTNÍ VODIVOSTI, JE ZMĚNA TEPLOTY V ČASE a) b) c) d) 4) KTERÝ DIAGRAM MŮŽE POPISOVAT ERICSSONŮV-BRAYTONŮV OBĚH? a) b) c) d) T h p p p s v v

8 5) NECHŤ ZÁVISÍ TLAK PRACOVNÍHO MÉDIA NA JEHO OBJEMU NÁSLEDUJÍCÍM ZPŮSOBEM ( ), KDE A, B JSOU KONSTANTY. PRÁCE VYKONANÁ PŘI ZMĚNĚ Z OBJEMU NA OBJEM JE a) - ( ) b) (( ) ( ) ) c) ( ) ( ) d) ( ) ( ) ( ) ( ) e) 6) IZOTERMY VAN DER WAALSOVY STAVOVÉ ROVNICE JSOU V OBLASTI MOKRÉ PÁRY V DIAGRAMU p-v a) úsečky rovnoběžné s osou v, které vyjadřují přechod od kapalného k plynnému skupenství b) hyperboly posunuté o konstantu b van der Waalsovy stavové rovnice c) křivky s jedním maximem a jedním minimem, které mají fyzikální význam jen částečně d) křivky popsané algebraickou rovnicí třetího stupně e) izotermami jen v případě, kdy popisují metastabilní stavy 7) CLAUSIUS-CLAPEYRONOVA ROVNICE VYJADŘUJE a) závislost tlaku na teplotě za konstantního objemu při změně skupenství b) závislost tlaku, při němž dochází ke změně skupenství, na teplotě c) směrnici křivky vypařování (popř. tání nebo sublimace) v diagramu p-t d) směrnici křivky fázové přeměny (vypařování, tání, sublimace) v diagramu p-v 8) VZTAH vdp =-wdw, KDE w JE RYCHLOST PROUDU, v MĚRNÝ OBJEM A p TLAK, POPISUJE a) silovou rovnováhu v proudícím médiu, ovšem jen pro stacionární proudění b) silovou rovnováhu pro libovolné proudící médium, pokud jsou všechny veličiny (včetně průřezu trubice) závislé jen na vzdálenosti od začátku trubice c) rovnici kontinuity při ustáleném (stacionárním) proudění d) Hugoniotův teorém pro proudění v trubici

9 9) SITUACI NA OBRÁZKU JE MOŽNO POPSAT FYZIKÁLNĚ TAKTO a) Kinetická energie tekutiny se přeměnila na potenciální energii závaží. b) Pokud byla tekutina na počátku v klidu, nemohl proces proběhnout. c) Tekutina se zahřála a předala energii závaží. d) Závaží dodalo tekutině energii, tato energie se ale nakonec přeměnila na mechanickou práci (posun závaží). e) Potenciální energie se přeměnila na energii tepelnou. f) Pokud nebyla tekutina na počátku v klidu, mohla se závaží předat část její kinetické energie. 10) PŘENOS TEPLA PROUDĚNÍM ZNAMENÁ, ŽE SE a) teplo přenáší pouze pohybem tekutiny, tento pohyb je ovšem teplotou tekutiny ovlivňován (například při změně hustoty tekutiny dochází ke vztlakové síle). b) teplo přenáší pohybem jednotlivých molekul: o proudění tedy mluvíme jako o proudění na molekulární úrovni. c) tepelná energie šíří prostorem jiným způsobem než vedením tepla, například prouděním přirozeným nebo uměle vyvolaným nebo prouděním tepelného záření. d) teplo šíří vedením tepla, ale prostředí se pohybuje (tekutina proudí) a tento pohyb přispívá k rozvodu tepla. e) kombinuje více jevů, které se na rozvodu tepla podílejí (vedení tepla, pohyb tekutiny prouděním, roztažnost tekutiny, pohyb tekutiny v gravitačním poli, turbulentní proudění).

10 OTÁZKY TYPU C (každá otázka za 3,3 bodu, správně může libovolný počet odpovědi) 1. MÁME DANÉ DVĚ TEPLOTY OHŘÍVAČE A CHLADIČE A DANÉ MNOŽSTVÍ PRÁCE A, KTEROU MÁ VYKONAT TEPELNÝ STROJ X BĚHEM JEDNOHO CYKLU. KTERÁ TVRZENÍ JSOU PRAVDIVÁ? a. Tepelný stroj X v ideálním případě odnímá ohřívači teplo Q, které celé přemění na práci. Podle zákona zachování energie nemůže být vykonaná práce A větší než Q. b. Tepelný stroj X je vždy vratný, protože se cyklicky vracíme do původního stavu. c. Tepelný stroj X nemusí být vratný, můžeme si ale myslet idealizovaný stroj V, který je vratný a rovněž pracuje mezi dvěma teplotami a vykoná práci A během jednoho cyklu. d. Běží-li vratný stroj V v opačném směru, funguje V jako tepelné čerpadlo, které odčerpává z chladiče teplo, které tam odevzdal stroj X, a vrací do ohřívače teplo, které odebral stroj X. Tomuto čerpadlu musíme dodat práci A v jednom cyklu. e. Při současném chodu stroje X a vratného stroje V v opačném chodu můžeme využívat práci vykonanou strojem X k pohonu vratného stroje V v opačném chodu. f. Při současném chodu stroje X a vratného stroje V v opačném chodu můžeme využívat práci vykonanou strojem X k pohonu vratného stroje V v opačném chodu jen pokud je možné považovat chod stroje X za kvazistatický proces. g. Současný chod stroje X a vratného stroje V v opačném běhu je možno považovat za zařízení Z, kterému nemusíme z okolí dodávat energii. Z vnějšího pohledu tedy jde jen o samovolný přenos tepla mezi ohřívačem a chladičem. h. Současný chod stroje X a vratného stroje V v opačném běhu je možno považovat za zařízení Z, kterému nemusíme z okolí dodávat energii. Zařízení Z však může přenášet teplo z chladnějšího na teplejší těleso, protože jeho součástí je tepelné čerpadlo. Podle druhého termodynamického zákona musí však být vždy celkové přenesené teplo menší než práce A konaná strojem X. i. Protože podle druhého termodynamického zákona je součet tepel přenášených z ohřívače do chladiče strojem X a vratným strojem V v opačném chodu vždy nezáporný, nemůže být termická účinnost stroje X větší než termická účinnost vratného stroje V. j. Je-li stroj X vratným strojem, jehož pracovním médiem je reálný plyn, je jeho účinnost nižší než účinnost vratného stroje V s ideálním plynem. k. Je-li stroj X vratným strojem, jehož pracovním médiem je reálný plyn, je jeho účinnost stejná jako účinnost vratného stroje V s ideálním plynem. 2. KTERÉ TVRZENÍ PLATÍ PRO ADIABATY? a. Adiabata je nejkratší spojnice dvou bodů ve stavovém prostoru. b. Probíhá-li proces po adiabatě, nedochází k výměně tepla s okolím a systém se tedy nemůže zahřívat ani ochlazovat. c. Adiabata může být i zakřivenou plochou. d. Dvě adiabaty se nemohou protnout, protože by v tomto průsečíku měl systém dvě různá tepla.

11 e. Adiabaty se mohou protnout, ale jen pokud nejde o ideální plyn (například v oblasti kondenzace plynu se mohou adiabaty protnout). f. Adiabaty se nemohou protnout, protože bychom mohli využít tohoto propojení k realizaci procesu, který je v rozporu s druhým termodynamickým zákonem. g. Na adiabatě má systém stále stejnou entropii. h. Dojde-li při pohybu po adiabatě ke zdvojnásobení hustoty ideálního dvouatomového plynu, jeho tlak vzroste krát. i. Při malém zvýšení tlaku o dp se měrný objem ideálního plynu zmenší o dp, pokud je systém stále na stejné adiabatě ( je Poissonova konstanta). 3. PŘI POPISU ŠKRCENÍ REÁLNÝCH TEKUTIN PLATÍ a. V energetické bilanci proudícího plynu můžeme zanedbat měrnou kinetickou energie plynu oproti entalpii plynu. Z tohoto důvodu můžeme považovat i změnu teploty plynu za zanedbatelnou a v praktických výpočtech považovat teplotu plynu za konstantní. b. V energetické bilanci proudícího plynu můžeme zanedbat měrnou kinetickou energie plynu oproti entalpii plynu. Protože výměnu tepelné energie ani konání technické práce neuvažujeme, je tedy entalpie konstantní. Z toho vyplývá, že i tlak plynu po průchodu průlinčitou látkou se nezmění. c. Tlak během škrcení vždy klesá, z čehož vyplývá, že Jouleův-Thomsonův součinitel je kladný v případě, že teplota plynu rovněž klesá. d. Jouleův-Thomsonův součinitel je parciální derivace teploty podle tlaku při konstantním měrném objemu. e. Vztah, kterým počítáme Jouleův-Thomsonův součinitel, obsahuje parciální derivaci měrného objemu podle teploty při konstantním tlaku. To znamená, že tento vztah je možno použít, jen pokud je možno tlak plynu během procesu škrcení považovat za (alespoň přibližně) konstantní. f. Při odvození vztahu pro Jouleův-Thomsonův součinitel využíváme toho, že změna entropie je totální diferenciál,, a proto platí ( ) ( ). g. Při odvození vztahu pro Jouleův-Thomsonův součinitel využíváme toho, že změna entropie je totální diferenciál,, a proto platí ( ) ( ). h. Závislost teploty T na měrném objemu v při konstantním tlaku p je pro ideální plyn přímka procházející počátkem, a proto je Jouleův-Thomsonův součinitel pro ideální plyn roven nule. i. Pokud je tečna křivky T(v) při konstantním tlaku v nějakém bodě (v,t) strmější než spojnice bodu (v,t) s počátkem, je Jouleův-Thomsonův součinitel v tomto bodě záporný.