В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, изображенный на рисунке 1. Этот циклический процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя ни газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие физические величины: передаваемое газу от нагревателя количество теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой машины?
А) передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за цикл
Б) совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Не изменится
| A | Б | В |
Совершаемой за цикл тепловой машиной механической работе на диаграмме соответствует площадь цикла. Из диаграмм видно, что площадь обоих циклов одинаковая:
Следовательно, совершаемая машиной механическая работа за цикл не изменяется (Б — 3).
Определить, что произойдет с передаваемым газу от нагревателя количеством теплоты за цикл, немного сложнее. Подробно разберем оба цикла. На участках 1–2–3 объем газа увеличивается, его температура тоже увеличивается. Следовательно, по первому началу термодинамики, на этих участках тепло передается газу от нагревателя. На участках 3–4–1 температура и объем газа уменьшаются, а значит, тепло отводится от системы. Определим, сколько тепла передается газу на участках 1–2–3 (для этого потребуются первое начало термодинамики и уравнение Клапейрона — Менделеева). Для первого цикла:
Для второго цикла:
Таким образом, передаваемое газу от нагревателя тепло за цикл увеличивается (А — 1).
Наконец, КПД тепловой машины связано с работой за цикл и передаваемым газу теплом от нагревателя соотношением Поскольку в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД тепловой машины уменьшается (В — 2).
Ответ: 132.


Почему при расчете Q1 работа газа вычисляется так? Ведь по графику площадь равна (4p - p)*(2V - V)
Тот же самый вопрос про Q2
Добрый день!
При подсчете переданного газу количества теплоты необходимо сложить проделанную газом работу и изменение его внутренней энергии. Работа равна площади под процессом 1-2-3, как именно газ отдавал тепло на участке 3-4-1 не важно. От этого будет зависеть только полезна работа и отданное тепло.
Здравствуйте! Работа вроде считается по площади под фигурой, а КПД по площади фигуры? Если так, то получается, что работа увеличилась,а КПД не изменилось.
Добрый день!
Совсем не так. Полезная работа за цикл — это площадь фигуры. КПД — это отношение полезной работы к переданному теплу. Для поиска КПД помимо подсчета площади нужно еще разобраться с тем, сколько тепла было подведено к системе. Это достаточно подробно описано в решении. Постарайтесь разобраться.
Добрый день. В последнем абзаце написано, что работа газа не меняется. А при вычислении передаваемого газу количества теплоты в формуле написано, что работа газа в первом цикле 4pV, а во втором 6pV. В чем я ошибаюсь, не могу понять.
Это работы на участке 2-3. За весь цикл работы одинаковы: