Условие задачи
Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Рабочим телом является воздух, масса которого m. При давлении р1, воздух занимает объём V1. После изотермического расширения воздух занял объём V2, после адиабатического расширения объём стал V3. Найти:
1) координаты пересечения изотерм и адиабат и построить диаграмму цикла Карно для рассматриваемого термодинамического процесса;
2) количество теплоты, полученной от нагревателя и количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл;
3) работу, совершаемую на каждом участке цикла и полную работу за весь цикл;
4) изменение энтропии нагревателя и холодильника;
5) КПД цикла, а также холодильный коэффициент машины, если она будет совершать тот же цикл в обратном направлении.
Примечание: холодильным коэффициентом называется отношение количества теплоты, отнятого от охлаждаемого тела, к работе двигателя, приводящего в движение машину.
Ответ
1) Из уравнения Менделеева-Клапейрона
p1 V1=m/ RT1,откуда T1=(p1 V1 )/mR
=0,029 кг/моль-молярная масса воздуха
T1=(5∙105∙0,1∙0,029)/(1∙8,31)=174,5 К
1-2 изотермический процесс, T1=const
p2 V2=m/ RT1, p2=m/ (RT1)/V_2
p2=1/0,029∙(8,31∙174,5)/0,3=166677,6 Па
2-3 адиабатный процесс
