Автор: admin. Рубрики: Задачи 29 (С3). Опубликовано: Май 17th, 2014

Задача С3 для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Первый закон термодинамики. КПД циклических процессов».

Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является один моль идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. В изохорном процессе температура газа понижается на ?Т, а работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна А. определите КПД тепловой машины.

Перед решением задачи, необходимо изобразить те процессы, которые происходят с газом на каждом участке. В итоге получается замкнутый цикл, состоящий из изотермы 1-2, изохоры 2-3, адиабаты 3-1.Определение КПД циклического процессаЧтобы рассчитать КПД замкнутого цикла, воспользуемся хорошо известной формулой.КПД теплового двигателяСогласно этой формуле, наша задача состоит в том, чтобы определить количество теплоты, получаемое газом за цикл от нагревателя, и количество теплоты, отдаваемое газом холодильнику.

А для этого расписываем первый закон термодинамики сначала в общем виде, а потом для каждого участка.первый закон термодинамикиДля изотермического процесса 1-2 имеем (количество теплоты, переданное газу идёт только на совершение газом работы. Внутренняя энергия газа не изменяется):Первый закон термодинамикиТо есть количество теплоты, полученное рабочим телом он нагревателя за цикл Q1 =Q12 численно равно работе газа при изотермическом процессе.

Газ отдаёт теплоту холодильнику на участке 2-3 , на котором идёт изохорное охлаждение газа. Количество теплоты, отданное газом численно равно изменению внутренней энергии на этом участке (работа при изохорном процессе не совершается). Для Q2 =Q23 имеем.Первый закон термодинамикиНа участке 3-1 газ энергию не отдаёт и не получает: по условию это адиабатный процесс (по определению — процесс, происходящий без теплообмена с внешней средой).

Подставляя  Q1=Q12 и Q2= Q23 в формулу для определения КПД и упрощая, получаем итоговый ответ задачи в общем виде.КПД циклического процессаВажно! Ход решения задачи хорошо согласуется с алгоритмом для решения задач по этой теме, который я предлагаю повторить.

Внимание! Тексты других задач части С вы можете найти на этой странице.

 


 

Поделиться с друзьями

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.

Есть 5 коммент. к “Определение КПД циклического процесса”

  1. Alexey1996:

    ?T КПД>1
    Вы не учли знак.

    • admin:

      КПД цикла не может более 100%. Со знаками — полный порядок.

      • Для того чтобы сделать процесс работы двигателя циклическим, необходимо еще одно тело, температура которого меньше температуры нагревателя и которое называется холодильником двигателя.

  2. Макс:

    По идее результат формулы Аполезное/Qзатраченное=А/(A+1.5RdT) должен совпадать с вашим.
    А он совсем не похож.
    Для простой проверки зададим А=1 и dT=1 — ваша формула выдает отрицательный КПД
    Может быть конечно, это потому что значения не реальные. Но как не крути при работе А стремящейся к нулю, ваша формула выдает всегда отрицательный КПД.

    • admin:

      Формула для определения КПД, известная с курса физики 7-го класса, при расчёте КПД тепловых двигателей не используется. Qзатр — это энергия, выделившаяся в результате сгорания топлива, она равна = энергии, отданной рабочему телу + работе на преодоление сил трения + на нагревание окружающей среды.
      Стоит ли использовать машину, если работа стремиться к нулю?

Написать комментарий

*
Copy Protected by Chetans WP-Copyprotect.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика