Soluția problemei din secțiunea "Pregătirea pentru UTI pe fizică" pe tema "Termodinamică. Calcularea eficienței unui ciclu închis »
Cu un mol de gaz monatomic ideal, efectuați un proces ciclic 1-2-3-4-1 (vezi Fig.). De câte ori este eficiența acestui ciclu mai mică decât eficiența unui motor termic ideal care funcționează la aceleași temperaturi minime și maxime?
Sarcina este destul de voluminoasă. Dar nu există nimic dincolo de sfera cursului fizicii școlare.
În primul rând, calculam eficiența unui motor termic ideal folosind formula Carnot. Temperatura încălzitorului este temperatura maximă a gazului la punctul 3, iar temperatura frigiderului este temperatura minimă a gazului la punctul 1.
Mai mult, considerăm eficiența ciclului conform formulelor cunoscute pentru calculul eficienței unui motor termic. Lucrarea de gaz pe ciclu este definită ca suprafața figurii care se încadrează sub parcul de presiune-volum. Și pentru a calcula Q1, determinați zonele pe care fluidul de lucru (gazul ideal) primește energie de la încălzitor. Astfel de parcele pentru acest ciclu sunt 2: 1-2 și 2-3.
Folosind prima lege a termodinamicii, ecuațiile de stare a unui gaz ideal, determinăm mai întâi Q1. Și după eficiența acestui ciclu.
După determinarea eficienței prin formula pentru o mașină termică ideală (în primul caz) și eficiența ciclului, găsim raportul lor. Aceasta este soluția finală a problemei.
Există un alt mod de a determina eficiența ciclului. Pentru a face acest lucru, va fi necesar să se calculeze Q2 - energia pe care mediul de lucru o dă răcitorului pe ciclu. Dar, pentru a calcula eficiența ciclului va trebui să folosiți o formulă puțin diferită.