Тепловая машина с изотермой, изохорой и адиабатой

Теплота отводится только на изохоре, а подводится только на изотерме; через КПД выразите работу на изотерме.

Минимальная температура газа \(T_3\), максимальная \(T_1\) (\(T_1 = T_2\)). КПД по определению \[\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1}.\] Тепло в цикле отводится только в изохорном процессе 2–3: \[|Q_2| = \nu c_V\Delta T = \nu\cdot\frac32 R(T_2 - T_3) = \frac32\,\nu R\,\Delta T > 0.\] В данном цикле теплота подводится только на участке 1–2, и её количество \(Q_1\) равно работе газа на изотерме \(A_{12}\). Тогда \[\eta = 1 - \frac{\frac32\nu R\Delta T}{A_{12}}, \quad\text{откуда}\quad A_{12} = \frac{\frac32\,\nu R\Delta T}{1 - \eta}.\]

Подставляя \(\nu = 1\), \(\Delta T = 600\) К, \(\eta = 0{,}26\), получим \[A_{12} = \frac{\frac32\cdot 8{,}31\cdot 600}{1 - 0{,}26} \approx 10107~\text{Дж}.\] Количество теплоты, подводимое к машине за один цикл, равно \(Q_1 = A_{12} \approx 10100\) Дж.