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 этого цикла = 15 %, а минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе = 37 °С и = 302 °С, определите количество теплоты, получаемое газом за цикл.
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 А равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику: А = Ql2 - Q34.
По определению КПД теплового двигателя , что позволяет найти количество теплоты, полученное от нагревателя: , если известно Q34.
Количество теплоты Q34, отданное при изохорном охлаждении на участке 3-4, равно уменьшению внутренней энергии газа этом участке: . Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна абсолютной температуре, и для 1 моль одноатомного газа , а модуль её изменения на участке 3-4
.
В итоге получим:
.
Подставляя значения физических величин, получим:
Дж.
Ответ: 3886 Дж.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: