Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 54 стр.

                                   - 54 -


изохорному нагреванию до Т2=500 К. После этого газ подвергли изо-
термическому расширению до начального давления, а затем он в ре-
зультате изобарного сжатия возвращен в первоначальное состояние.
Постройте график цикла и определите термодинамический КПД цик-
ла. [13,3 %] (5, с. 64)
Указания по решению. Для наглядности изо-
бразим процессы перехода газа на диаграмме
(pV). На рис. 20 изображен полученный
замкнутый цикл.
      В результате кругового процесса (цикла)
система возвращается в исходное состояние,
следовательно, ΔU=0. Поэтому I начало термодинамики для цикла
                                    Q=ΔU+A=A,
т.е. работа цикла равна полученному извне количеству теплоты. Но в ходе
кругового процесса газ не только получает теплоту, но и отдает, т.е.
                                  Q=Q1 – Q2,
где Q1 – полученное количество теплоты, Q2 – отданное.
      По определению термический КПД кругового процесса равен
                                Q − Q2    Q
                          η= A = 1     =1− 2 .
                             Q1      Q1         Q1

      Для решения задачи потребуется Определите величины Q1 и А или
Q1 и Q2.
      Рассмотрим процессы перехода по отдельности.
1) 1-2: V1=const ⇒ А1-2=0, тогда из I начала термодинамики следует
                               i       i
                   Q1− 2 = ΔU = ν RΔT = ν R (T2 − T1 ) ,
                               2       2
где Т1 легко выразить из уравнения состояния 1. Т.к. ΔТ>0 (температура
увеличивается), то газ в этом переходе получает тепло извне, т.е. Q1-2>0.
2) 2-3: Т=const ⇒ ΔU=0, тогда