КПД цикла с адиабатой
7/10Тепловая машина, рабочим телом которой является идеальный одноатомный газ, совершает работу в цикле 1–2–3–4–1, состоящем из двух изобар, изохоры и адиабаты (см. рисунок). Найдите КПД тепловой машины, работающей по такому циклу, если \(V_1 = 5\) л, \(V_2 = 10\) л, \(V_4 = 15\) л, \(p_1 = 3{,}17\cdot 10^5\) Па, \(p_3 = 0{,}51\cdot 10^5\) Па.

▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\eta = 1 - \dfrac{3V_2(p_1 - p_3)}{5\left(p_1(V_2 - V_1) + p_3(V_4 - V_2)\right)} \approx 0{,}133 = 13{,}3\%\).
РешениеВ рассматриваемом процессе газ отдаёт количество теплоты \(Q_-\) на участке 2–3 и получает количество теплоты \(Q_+\) на участках 1–2 и 3–4. На участке 4–1 над рабочим телом совершается работа без теплообмена с внешней средой. Обозначим через \(T_i\) (\(i = 1, 2, 3, 4\)) температуры в состояниях с номерами \(i\). Из первого начала термодинамики, поскольку газ одноатомный, с учётом уравнения Менделеева — Клапейрона получаем: \[Q_- = \dfrac{3}{2}\nu R(T_2 - T_3) = \dfrac{3}{2}V_2(p_1 - p_3),\] \[Q_+ = \dfrac{3}{2}\nu R(T_2 - T_1) + p_1(V_2 - V_1) + \dfrac{3}{2}\nu R(T_4 - T_3) + p_3(V_4 - V_2) =\] \[= \dfrac{5}{2}p_1(V_2 - V_1) + \dfrac{5}{2}p_3(V_4 - V_2).\] Таким образом, \[\eta = 1 - \dfrac{Q_-}{Q_+} = 1 - \dfrac{3V_2(p_1 - p_3)}{5\left(p_1(V_2 - V_1) + p_3(V_4 - V_2)\right)} \approx 0{,}133 = 13{,}3\%.\]
Похожие задачи
- КПД цикла из двух изотерм и двух изохор МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Температура в двигателе катера МОШ 1995/96, 11 кл.
- КПД прямоугольного цикла МОШ 1997/98, 11 кл.
- Тепловая машина ВсОШ 2009/10, 11 кл.
- Тепловая машина с двумя циклами СПбГУ 2014/15, 10 кл.
- Тепловая машина с двумя циклами СПбГУ 2014/15, 11 кл.