Задачи › Циклы, работа в цикле

Подъёмник с тепловой машиной

  1. Подъёмник с тепловой машиной

    Физтех 2024/25, 11 кл.
    5/10

    Подъёмник грузов приводится в движение с помощью тепловой машины, в которой \(\nu=5\text{ моль}\) одноатомного идеального газа участвуют в цикле \(1-2-3-1\). Зависимость теплоёмкости газа в цикле от температуры представлена на графике к задаче, \(T_0=300\text{ К}\).

    Определите, на какую высоту подъёмник медленно переместит груз массой \(M=400\text{ кг}\) за \(N=29\) циклов тепловой машины. Ускорение свободного падения \(g=10\text{ м/с}^2\), универсальная газовая постоянная \(R=8{,}31\text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\). Считайте, что в каждом цикле половина полезной работы газа преобразуется в полезную работу подъёмника. Ответ приведите в \(\text{м}\) с округлением до целого числа.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Работу газа за цикл найдите как площадь цикла в координатах \(P,V\). Далее используйте закон сохранения энергии для подъёма груза.

    Ответ

    \(H=\dfrac{N\nu RT_0}{Mg}=\dfrac{29\cdot5\cdot8{,}31\cdot300}{400\cdot10}\approx90\text{ м}\).

    Решение

    Работа газа за один цикл \(A_1=2P_0V_0=2\nu RT_0\). По закону сохранения энергии \(0{,}5\,NA_1=N\nu RT_0=MgH\), отсюда \[H=\frac{N\nu RT_0}{Mg}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи