Идеальная тепловая машина работает по циклу карно который состоит

На pV-диаграмме показан циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух адиабат. В качестве рабочего вещества используется одноатомный идеальный газ.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Данный цикл соответствует циклу идеальной тепловой машины (циклу Карно).

2) В процессе 4–1 газ получил количество теплоты 450 Дж.

3) В процессе 2–3 газ отдал в 4 раза большее количество теплоты, чем получил в процессе 4–1.

4) Внутренняя энергия газа в процессе 1–2 уменьшается.

5) В процессах 1–2 и 3–4 газ не совершает работы.

Проверим правильность утверждений.

1) Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. Утверждение 1 — неверно.

2) Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил: Процесс 4–1 является изохорный, а значит, работа газа в нём равна нулю. Газ получил

Утверждение 2 — верно.

3) В процессе 2–3 объём газа в 4 раза больше, а вот давление изменяется меньше, чем в процессе 4–1. Утверждение 3 — неверно.

4) Адиабата всегда идёт круче чем изотерма. При этом, чем выше находится изотерма на pV-диаграмме, тем выше температура газа. Отсюда делаем вывод, что температура газа в состоянии 1 выше чем в состоянии 2, следовательно, в процессе 1–2 внутренняя энергия уменьшилась. Утверждение 4 — верно.

5) Объём газа в процессах 1–2 и 3–4 изменяется, а значит, газом или над газом совершается работа. Утверждение 5 — неверно.

На рисунке показаны pT-диаграммы двух циклических процессов, совершаемых с одним и тем же постоянным количеством идеального газа. Некоторая тепловая машина сначала осуществляет цикл 1−2−3−4−1, а затем — цикл 5−6−7−8−5.

Используя рисунок, определите, как изменятся указанные в таблице физические величины при переходе тепловой машины от функционирования по циклу 1−2−3−4−1 к функционированию по циклу 5−6−7−8−5.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Работа, совершённая газом за весь циклический процесс

Модуль работы газа в процессе изобарного сжатия

Как видно из графика, оба цикла состоят из двух изобар и двух изохор. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, изобразим эти процессы на pV-диаграмме:

Работа газа за цикл численно равна площади фигуры, ограниченной графиком цикла. Как видно из графика, площади фигур равны в обоих циклах, а значит и совершаемая газом работа не изменилась.

Изобарное сжатие происходит в процессах 4−1 и 8−5. Таким образом, модуль работы в процессе изобарного сжатия уменьшается.

Многие сельские дома отапливаются в настоящее время при помощи электрообогревателей, что обходится достаточно дорого. При этом совершаемая электрическим током работа А превращается в равное ей количество теплоты Q, и батареи отопления нагреваются до температуры Т₁ = 60 °С. Однако расходы можно значительно снизить, если использовать эту работу A для перекачки теплоты Q_хол от внешнего теплового резервуара, имеющего температуру Т₂ = 0 °С (например, от незамерзающего зимой пруда), к батареям, выделяя в них количество теплоты Q_нагр. Во сколько раз n при этом количество теплоты Q_нагр превышает Q = А, если перекачивающее теплоту устройство работает по идеальному циклу Карно, запущенному в обратном направлении, а температура батарей остаётся равной Т₁? Считайте, что в идеальной тепловой машине все процессы обратимые, так что при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов (работы и количеств теплоты) просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними.

1. Согласно первому закону термодинамики, Здесь мы считаем все величины положительными, а знаки разных вкладов учитываем при написании уравнений.

2. Согласно второму закону термодинамики, КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, откуда где

3. В идеальной тепловой машине все процессы обратимые. Как указано в условии задачи, при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними. В частности, из написанных уравнений следует, что

4. Окончательно получаем: Это очень выгодно по сравнению с простыми электрообогревателями, КПД которых равен единице!

Ответ:

Многие дачные дома отапливаются в настоящее время при помощи электрообогревателей, что обходится достаточно дорого. При этом совершаемая электрическим током работа А превращается в равное ей количество теплоты Q, и батареи отопления нагреваются до температуры Т₁ = 50 °С. Однако расходы можно значительно снизить, если использовать эту работу A для перекачки теплоты Q_хол от внешнего теплового резервуара, имеющего температуру Т₂ = 4 °С (например, от дна незамерзающего зимой пруда), к батареям, выделяя в них количество теплоты Q_нагр. Во сколько раз n при этом количество теплоты Q_нагр превышает Q = А, если перекачивающее теплоту устройство работает по идеальному циклу Карно, запущенному в обратном направлении, а температура батарей остаётся равной Т₁? Считайте, что в идеальной тепловой машине все процессы обратимые, так что при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов (работы и количеств теплоты) просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними.

1. Согласно первому закону термодинамики, Здесь мы считаем все величины положительными, а знаки разных вкладов учитываем при написании уравнений.

2. Согласно второму закону термодинамики, КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, откуда где

3. В идеальной тепловой машине все процессы обратимые. Как указано в условии задачи, при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними. В частности, из написанных уравнений следует, что

4. Окончательно получаем: Это очень выгодно по сравнению с простыми электрообогревателями, КПД которых равен единице!

Ответ:

Идеальная тепловая машина работает по циклу карно который состоит

На pV-диаграмме показан циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух адиабат. В качестве рабочего вещества используется одноатомный идеальный газ.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Данный цикл соответствует циклу идеальной тепловой машины (циклу Карно).

2) В процессе 4–1 газ получил количество теплоты 450 Дж.

3) В процессе 2–3 газ отдал в 4 раза большее количество теплоты, чем получил в процессе 4–1.

4) Внутренняя энергия газа в процессе 1–2 уменьшается.

5) В процессах 1–2 и 3–4 газ не совершает работы.

Проверим правильность утверждений.

1) Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. Утверждение 1 — неверно.

2) Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил: Процесс 4–1 является изохорный, а значит, работа газа в нём равна нулю. Газ получил

Утверждение 2 — верно.

3) В процессе 2–3 объём газа в 4 раза больше, а вот давление изменяется меньше, чем в процессе 4–1. Утверждение 3 — неверно.

4) Адиабата всегда идёт круче чем изотерма. При этом, чем выше находится изотерма на pV-диаграмме, тем выше температура газа. Отсюда делаем вывод, что температура газа в состоянии 1 выше чем в состоянии 2, следовательно, в процессе 1–2 внутренняя энергия уменьшилась. Утверждение 4 — верно.

5) Объём газа в процессах 1–2 и 3–4 изменяется, а значит, газом или над газом совершается работа. Утверждение 5 — неверно.

На рисунке показаны pT-диаграммы двух циклических процессов, совершаемых с одним и тем же постоянным количеством идеального газа. Некоторая тепловая машина сначала осуществляет цикл 1−2−3−4−1, а затем — цикл 5−6−7−8−5.

Используя рисунок, определите, как изменятся указанные в таблице физические величины при переходе тепловой машины от функционирования по циклу 1−2−3−4−1 к функционированию по циклу 5−6−7−8−5.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Работа, совершённая газом за весь циклический процесс

Модуль работы газа в процессе изобарного сжатия

Как видно из графика, оба цикла состоят из двух изобар и двух изохор. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, изобразим эти процессы на pV-диаграмме:

Работа газа за цикл численно равна площади фигуры, ограниченной графиком цикла. Как видно из графика, площади фигур равны в обоих циклах, а значит и совершаемая газом работа не изменилась.

Изобарное сжатие происходит в процессах 4−1 и 8−5. Таким образом, модуль работы в процессе изобарного сжатия уменьшается.

Многие сельские дома отапливаются в настоящее время при помощи электрообогревателей, что обходится достаточно дорого. При этом совершаемая электрическим током работа А превращается в равное ей количество теплоты Q, и батареи отопления нагреваются до температуры Т₁ = 60 °С. Однако расходы можно значительно снизить, если использовать эту работу A для перекачки теплоты Q_хол от внешнего теплового резервуара, имеющего температуру Т₂ = 0 °С (например, от незамерзающего зимой пруда), к батареям, выделяя в них количество теплоты Q_нагр. Во сколько раз n при этом количество теплоты Q_нагр превышает Q = А, если перекачивающее теплоту устройство работает по идеальному циклу Карно, запущенному в обратном направлении, а температура батарей остаётся равной Т₁? Считайте, что в идеальной тепловой машине все процессы обратимые, так что при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов (работы и количеств теплоты) просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними.

1. Согласно первому закону термодинамики, Здесь мы считаем все величины положительными, а знаки разных вкладов учитываем при написании уравнений.

2. Согласно второму закону термодинамики, КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, откуда где

3. В идеальной тепловой машине все процессы обратимые. Как указано в условии задачи, при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними. В частности, из написанных уравнений следует, что

4. Окончательно получаем: Это очень выгодно по сравнению с простыми электрообогревателями, КПД которых равен единице!

Ответ:

Многие дачные дома отапливаются в настоящее время при помощи электрообогревателей, что обходится достаточно дорого. При этом совершаемая электрическим током работа А превращается в равное ей количество теплоты Q, и батареи отопления нагреваются до температуры Т₁ = 50 °С. Однако расходы можно значительно снизить, если использовать эту работу A для перекачки теплоты Q_хол от внешнего теплового резервуара, имеющего температуру Т₂ = 4 °С (например, от дна незамерзающего зимой пруда), к батареям, выделяя в них количество теплоты Q_нагр. Во сколько раз n при этом количество теплоты Q_нагр превышает Q = А, если перекачивающее теплоту устройство работает по идеальному циклу Карно, запущенному в обратном направлении, а температура батарей остаётся равной Т₁? Считайте, что в идеальной тепловой машине все процессы обратимые, так что при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов (работы и количеств теплоты) просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними.

1. Согласно первому закону термодинамики, Здесь мы считаем все величины положительными, а знаки разных вкладов учитываем при написании уравнений.

2. Согласно второму закону термодинамики, КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, откуда где

3. В идеальной тепловой машине все процессы обратимые. Как указано в условии задачи, при запуске её в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними. В частности, из написанных уравнений следует, что

4. Окончательно получаем: Это очень выгодно по сравнению с простыми электрообогревателями, КПД которых равен единице!

Ответ: