Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 56 стр.

                                  - 56 -


Задача №4.4. Газ, совершающий цикл Карно, КПД которого η=25%, при изо-
термическом расширении производит работу A1=240 Дж. Какова работа А2,
совершаемая газом при изотермическом сжатии. [        ] (7, с. 82)
Указания по решению. Изобразим на диаграмме (pV) цикл Карно (рис. 21),
состоящий из двух изотерм (1-2 – расши-
рение газа    и 3-4 – сжатие газа) и двух
адиабат: 2-3 и 4-1. При адиабатном про-
цессе система не получает и не отдает теп-
ла (теплообмена с внешней средой нет), в
ходе процесса 1-2 газ получает тепло Q1,
при переходе 3-4 – отдает Q2.
     Запишем I начало термодинамики для перехода 1-2. Т.к. Т1=const, то
ΔU=0, тогда
                                 Q1 = A1− 2 = A1 ,
т.е. полученное количество теплоты равно работе газа в процессе изотер-
мического расширения. Аналогично для перехода 3-4:
                                 Q2 = A2 .
Тогда формулу
                                     Q1 − Q2
                                η=
                                       Q1

можно в данном случае переписать так:
                                A1 − A2    A
                          η=            =1− 2 .
                                   A1      A1

Отсюда, зная А1 и η, можно найти искомую величину А2.


Задача №4.5. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при
этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в
k=4 раза. Определите термический КПД цикла. [        ] (7, с. 82)