Цикл по графику A(Q)

Определите вид каждого участка по соотношению работы и теплоты (для одноатомного газа в изобаре \(A = \frac25 Q\)) и по поведению \(A\) на каждом участке.

Из графика видно, что для участка a-b выполнено условие \(A_{a-b} = \frac25 Q_{a-b}\). Такая связь работы и количества теплоты одноатомного газа характерна для изобарического процесса, поэтому a-b — изобара, в которой газ получил \(Q_{a-b} = 5\) кДж и совершил работу \(A_{a-b} = 2\) кДж.

На участке b-c работа равна теплоте, \(A_{b-c} = Q_{b-c}\), поэтому \(\Delta U_{b-c} = 0\) и b-c — изотерма, на которой газ получил \(Q_{b-c} = 4\) кДж. На участке c-d работа не меняется, \(A_{c-d} = 0\), поэтому c-d — изохора, на которой газ отдает теплоту. Участок d-a — адиабата (\(Q_{d-a} = 0\)), на которой газ совершил работу \(A_{d-a} = -4\) кДж.

Построение графика \(p(V)\): a-b — изобара, b-c — изотерма (гипербола), c-d — изохора, d-a — адиабата (более крутая кривая, чем изотерма).

За цикл газ совершил работу \(A_{\text{цикл}} = 2 + 4 + 0 - 4 = 2\) кДж и получил от нагревателя (на участках a-b и b-c) количество теплоты \(Q_{\text{получ}} = 5 + 4 = 9\) кДж. КПД \[\eta = \frac{A_{\text{цикл}}}{Q_{\text{получ}}} = \frac{2}{9} \approx 0{,}22.\]