Для нахождения работы, совершенной идеальным газом в ходе циклического процесса, необходимо рассмотреть каждый этап процесса 1-2, 2-3 и 3-1.
- Состояние 1:
- Давление p0 = 105 Па
- Объем V0 = ...
На этом этапе объем не меняется, следовательно, работа, совершенная газом, равна нулю:
W-2 = 0
На этом этапе давление остается постоянным (p2 = p3 = 4 * 10 Па), а объем увеличивается с V2 до V3. Работа, совершаемая газом, вычисляется по формуле:
W-3 = p * (V3 - V2)
Подставим значения:
W-3 = 4 (0.005 м³ - 0.001 м³)
W-3 = 4 0.004 м³
W-3 = 1600 Дж
На этом этапе объем уменьшается с V3 до V1, а давление изменяется. Работа, совершаемая газом, также вычисляется по формуле:
Wavg * (V1 - V3)
Для нахождения pvg, используем среднее значение давления между состояниями 3 и 1. В состоянии 1 давление p0 = 10 Па, а в состоянии 3 давление p3 = 4 * 10 Па. Среднее давление:
pvg = (p3 + p0) / 2 = (4 10 Па
Теперь подставим значения:
Wavg * (V1 - V3)
W-1 = 2.5 (0.001 м³ - 0.005 м³)
W-1 = 2.5 (-0.004 м³)
W-1 = -1000 Дж
Теперь сложим работы на всех этапах:
W1-2 + W3-1
Wotal = 0 + 1600 Дж - 1000 Дж
Wotal = 600 Дж
Таким образом, работа, совершенная идеальным газом в ходе циклического процесса 1-2-3-1, равна 600 Дж.