Question

2. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества ν=1 моль, находится под давлением p1= 250 кПа и занимает объем V1=10 л. Сначала газ изохорно нагревают до температуры T2=400 К. Далее, изотермически расширяя, доводят его до первоначального давления. После этого путем изобарного сжатия возвращают газ в начальное состояние. Определить термический КПД η цикл Помогите решить БЕЗ СПАМА!

Answer 1

Ответ:

4%

Объяснение:

во вложении

Answer 2

Для определения термического КПД (КПД) цикла, нам нужно использовать следующую формулу:

η = 1 - (Q2 / Q1)

где Q1 - тепло, поданное на газ в процессе изохорного нагрева, и Q2 - тепло, отданное газом в процессе изобарного сжатия.

Давайте разобьем этот цикл на четыре этапа и найдем Q1 и Q2 для каждого из них:

1. Изохорное нагревание: В этом этапе газ нагревается изохорно, что означает, что его объем остается постоянным. По определению, внутренняя энергия (U) увеличивается на количество тепла (Q1), поданное на газ:

Q1 = ΔU = n * C_v * ΔT

где n - количество вещества, C_v - молярная теплоемкость при постоянном объеме, а ΔT - изменение температуры.

Молярная теплоемкость при постоянном объеме для двухатомного идеального газа равна (5/2)R, где R - универсальная газовая постоянная. Поэтому:

C_v = (5/2)R

ΔT = T2 - начальная температура = 400 K - T1

Теперь мы можем найти Q1:

Q1 = n * C_v * ΔT = 1 моль * (5/2)R * (400 K - T1)

2. Изотермическое расширение: В этом этапе температура остается постоянной (T2), поэтому ΔU = 0. Следовательно, Q2 = 0, так как газ не получает и не отдает тепла в этом процессе.

3. Изобарное сжатие: В этом этапе газ сжимается при постоянном давлении p1 до начального объема V1. Работа, совершаемая газом в этом процессе, равна:

W = -p1 * ΔV

ΔV = V1 - V2

4. Изохорное сжатие: В этом этапе объем остается постоянным, поэтому ΔV = 0, и работа снова равна нулю, W = 0.

Теперь мы можем выразить КПД цикла:

η = 1 - (Q2 / Q1)

Так как Q2 = 0, то

η = 1 - (0 / Q1) = 1

Термический КПД этого цикла равен 1, что означает, что цикл считается идеальным и максимально эффективным с точки зрения тепловой эффективности.