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#40903

Двумя молями гелия совершили циклический процесс 1-2-3-1 (см. рисунок), в котором участок 2-3 – процесс с постоянной молярной теплоемкостью C = R ∕2  , участок 3-1 – изотерма. Определите работу, совершенную газом в этом цикле, если количество теплоты, отданное на участке 3-1, равно Q  , а разность максимальной и минимальной температур цикла ΔT  .

(Всеросс., 2020, МЭ, 11)

PIC

Источники: Всеросс., 2020, МЭ, 11

Показать ответ и решение

Работу цикла можно вычислить геометрически как площадь, ограниченную контуром в координатах pV  . Вычислим работу в процессе 1-2 как площадь под графиком:

A12 =  1-(p1 + p2) ⋅ (V2 − V1) = 1-(p1V2 + p2V2 − p1V1 − p2V1)
       2                       2

Учтем, что на данном участке давление пропорционально объему: p = kV  , тогда:

       1-                                 1-
A12 =  2 (kV1V2 + p2V2 − p1V1 − kV2V1 ) = 2νR ΔT

На участке 2-3 процесс происходит при постоянной теплоемкости C  , значит, первое начало термодинамики можно записать в виде:

− C νΔT  =  ΔU   + A   =  − 3νR ΔT  + A
               23    23     2           23

Здесь учтено, что изменение температуры газа в процессе 2-3 равно (−  ΔT  ). Отсюда получаем:

                  3          (  1    3)
A23 = − C νΔT  +  -νR ΔT  =   − --+  -- νR ΔT  = νR ΔT
                  2             2    2

В результате, работа в процессе 1-2-3 определяется суммой:

        3-
A123 =  2νR ΔT

Для определения работы цикла вычтем работу на возвратной изотерме 3-1. Она как раз равна отданной в этом процессе теплоте. Окончательно получаем:

        3-
A1231 = 2νR ΔT  −  Q

(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:

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!