Присоединиться

11 класс·высокий уровень

В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает

Условие

Рисунок к задаче

В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает цикл 1−2−3−4−1, показанный на графике в координатах p-T, где p — давление газа, Т — абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Рассмотрим процессы, происходящие на каждом участке: На участке 1−2 происходит изохорное нагревание (V₁ = V₂), при котором по графику температура увеличивается в 2 раза. Значит, исходя из закона p2p1=T2T1,\frac{p_2}{p_1} = \frac{T_2}{T_1} , давление увеличивается в 2 раза. На участке 2−3 происходит изобарное нагревание, при котором по закону V3V2=T3T2\frac{V_3}{V_2} = \frac{T_3}{T_2} или V3V1=T32T1\frac{V_3}{V_1} = \frac{T_3}{2T_1} На участке 3−4 происходит изохорное охлаждение, при котором по закону p4p3=T4T3\frac{p_4}{p_3} = \frac{T_4}{T_3} или p42p1=2T1T3\frac{p_4}{2p_1} = \frac{2T_1}{T_3} На участке 4−1 происходит изобарное охлаждение. Тогда в предыдущем уравнении p12p1=2T1T3,\frac{p_1}{2p_1} = \frac{2T_1}{T_3} , откуда T₃ = 4T₁.2. Найдем работу газа за цикл. На участках 1−2 и 3−4 объемы не меняются, поэтому работа не совершается. Следовательно, работы за цикл равна:A = A₂₋₃ + A₄₋₁, A2−3=νR(T3−T2)A_2 - 3= \nu R ( T_3 - T_2 ) R(4T1−2T1)=2νRT1R ( 4T_1 - 2T_1 ) =2\nu RT_1 A4−1=νR(T1−T4)=−νRT1A_4 - 1=\nu R ( T_1 - T_4 ) = - \nu RT_1 A=νRT1A=\nu RT_1

Осталось ещё 2 шага

  1. Газ получает теплоту на участках 1-2 и…

  2. Найдем КПД циклического процесса: = A/Q_пол =…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»

В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает — решение с объяснением | Lom Ai