Завдання С3 для підготовки до ЄДІ з фізики за темою «Перший закон термодинаміки. ККД циклічних процесів ».
Цикл теплової машини, робочим речовиною якої є один моль ідеального одноатомного газу, складається з ізотермічного розширення, ізохоричного охолодження і адіабатичного стиснення. У Ізохоричний процесі температура газу знижується на? Т, а робота, здійснена газом в ізотермічному процесі, дорівнює А. визначте ККД теплової машини.
Перед рішенням завдання, необхідно зобразити ті процеси, які відбуваються з газом на кожній дільниці. У підсумку виходить замкнутий цикл, що складається з ізотерми 1-2, ізохорами 2-3, адіабати 3-1.
А для цього розписуємо перший закон термодинаміки спочатку в загальному вигляді, а потім для кожної ділянки. Для ізотермічного процесу 1-2 маємо (кількість теплоти, передане газу йде тільки на вчинення газом роботи. Внутрішня енергія газу не змінюється): Тобто кількість теплоти, отримане робочим тілом він нагрівача за цикл Q1 = Q12 чисельно дорівнює роботі газу при ізотермічному процесі.
Газ віддає теплоту холодильнику на ділянці 2-3. на якому йде ізохорно охолодження газу. Кількість теплоти, віддане газом чисельно дорівнює зміні внутрішньої енергії на цій ділянці (робота при Ізохоричний процесі не відбувається). Для Q2 = Q23 маємо. На ділянці 3-1 газ енергію не дає і не отримує: за умовою це Адіабатний процес (за визначенням - процес, що відбувається без теплообміну з зовнішнім середовищем).
Підставляючи Q1 = Q12 і Q2 = Q23 в формулу для визначення ККД і спрощуючи, отримуємо підсумковий відповідь завдання в загальному віде.Важно! Хід виконання завдання добре узгоджується з алгоритмом для вирішення завдань по цій темі, який я пропоную повторити.
Увага. Тексти інших завдань частини З ви можете знайти на цій сторінці.