Тепловая машина, рабочим телом которой является идеальный одноатомный газ, совершает цикл, диаграмма которого изображена на рисунке. На участке 1-2 газ получает 1,5 кДж теплоты. л. Определить КПД такой тепловой машины.

Определим параметры состояния газа:

• Пусть давление в состоянии 1 обозначим как $P_1$.
• Тогда $P_2 = 4P_1 = 200 \, \text{кПа}$ => $P_1 = 50 \, \text{кПа}$.
• Объем в состоянии 3: $V_3 = 2V_1 = 20 \, \text{л}$ => $V_1 = 10 \, \text{л}$.

Найдем объем в состоянии 2:

• Используя закон Бойля-Мариотта для изотермического процесса (если это так), можно записать: $P_1 V_1 = P_2 V_2$.
• Подставим известные значения: $50 \, \text{кПа} \cdot 10 \, \text{л} = 200 \, \text{кПа} \cdot V_2$.
• Решим уравнение: $V_2 = \frac{50 \cdot 10}{200} = 2.5 \, \text{л}$.

Определим работу, совершаемую газом в цикле:

• Работа, совершаемая газом в процессе 1-2 (изотермический процесс): $A_{12} = P_1 (V_2 - V_1) = 50 \, \text{кПа} \cdot (2.5 - 10) \, \text{л}$...