Задача по физике, нужно подробное решение Один моль двухатомного идеального газа совершает замкнутый цикл (1-2 – изобарное расширение, 2-3 - изохорное охлаждение, 3-1 – изотермическое сжатие; Pmax=3Pmin, Vmax=3Vmin). Определить: 1) теплоту Q1, полученную от нагревателя; 2) теплоту Q2, переданную охладителю; 3) работу А, совершаемую газом за цикл; 4) термический КПД цикла.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законами термодинамики:

1) Первый закон термодинамики:

dQ = dU + dA + dW

где dQ - добавленная теплота, dU - изменение внутренней энергии, dA - совершенная работа газом, dW - работа, совершенная над газом.

2) Второй закон термодинамики:

dQ = TdS

где dS - изменение энтропии газа.

Сначала найдем теплоту Q1, полученную от нагревателя. Поскольку цикл изобарный, то для изобарного процесса выполняется формула:

Q = nCpΔT

где n - количество вещества, Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, ΔT - изменение температуры.

Так как у нас изохорное охлаждение, то Q1 = 0.

Теперь найдем теплоту Q2, переданную охладителю:

Q2 = nCvΔT

где Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме.

Поскольку у нас изотермическое сжатие, то ΔT = 0, следовательно Q2 = 0.

Теперь найдем работу A, совершаемую газом за цикл:

A = Q1 + Q2 = 0

Теперь найдем термический КПД цикла:

Термический КПД цикла определяется по формуле:

η = A / |Q1| = 0

Таким образом, ответы на поставленные вопросы:

1) теплота Q1, полученная от нагревателя, равна 0
2) теплота Q2, переданная охладителю, равна 0
3) работа A, совершаемая газом за цикл, равна 0
4) термический КПД цикла равен 0