Тема . МКТ. Термодинамика

.02 Термодинамика цикла

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. термодинамика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#31648

На графике в координатах «давление — температура» показан цикл постоянного количества одноатомного идеального газа, являющегося рабочим телом тепловой машины. Диаграмма процесса 1 – 2 – участок параболы, проходящей через начало координат, процесса 2 – 3 – участок прямой, проходящей через начало координат, а процесс 3 – 1 – адиабатический. Модуль работы в адиабатическом процессе составляет 60%  от работы газа в процессе 1 – 2. Найти КПД цикла.
(«Покори Воробьёвы горы!», 2019, 10–11 )

PIC

Источники: Покори Воробьёвы горы, 2019, 10–11

Показать ответ и решение

Идентифицируем процессы в нашем цикле: в процессе 1-2 T = const⋅p2  . В соответствии с уравнением Менделеева-Клапейрона T = pvVR-  , и поэтому в этом процессе p = α ⋅V  , то есть давление газа растет пропорционально объему. Работа газа равна площади под диаграммой процесса в координатах p− V  (площади трапеции), то есть

     p-(V1)-+-p(V2)          α-                   α(  2    2)
A12 =      2      (V2 − V1) = 2 (V2 + V1)(V2 − V1) = 2 V2 − V1 .

При этом изменение температуры:

       1                α ( 2    2)
ΔT  = vR-(p2V2 − p1V1) = vR- V2 − V1 ,

поэтому A12 = vR-ΔT
      2  .

К газу подводится количество теплоты

                        3
Q12 = A12 + ΔU12 = A12 + 2vR ΔT = 4A12.

Процесс 2-3 (T = const⋅p)  очевидно является изохорным охлаждением (работа не совершается, теплота отводится от газа). В процессе 3-1 теплообмена нет, а работа отрицательна и, согласно условию, A  = − 0,6A
 31        12  . Таким образом, теплота нагревателя QH = Q12 = 4A12  , а работа в цикле A = A12 + A31 = 0,4A12  . Следовательно, КПД цикла:

    A--
η = QH = 0,1

.
(Официальное решение ПВГ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записано верное выражение для работы газа на участке 1 − 2

2

Получена связь работы A12  и изменения температуры газа на участке 1− 2

2

Получено верное выражение для подводимого на участке 1 − 2  кол-ва теплоты

2

Верно проанализирован участок 2− 3,  записано верное выражение для работы на участке 3− 1

2

Получено верное выражение для КПД цикла

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!