Задание 29. Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображён на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Зная, что КПД цикла равен 50%, определите модуль отношения изменения температуры газа при изобарном процессе ∆T12 к изменению его температуры ∆T34 при изохорном процессе.
Решение.
При изобарном расширении на участке 1-2 газ получает от нагревателя количество теплоты Q12, а на участке 3-4 отдаёт холодильнику в изохорном процессе количество теплоты Q34. На других участках теплообмен отсутствует. В соответствии с первым началом термодинамики работа газа за цикл A равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику: , а КПД теплового двигателя .
Количество теплоты Q12, полученное при изобарном расширении на участке 1-2, равно сумме увеличения внутренней энергии газа при увеличении его температуры и работы газа этом участке: . Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна абсолютной температуре, и для 1 моль одноатомного газа , а её изменение
.
Работа газа при изобарном расширении . Выражая её через изменение температуры с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева , получим: .
Отсюда: .
Количество теплоты Q34, отданное при изохорном охлаждении на участке 3-4, равно уменьшению внутренней энергии газа на этом участке:
.
В итоге получим: . Отсюда находим:
.
Ответ: 1,2.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: