НОФ 2016, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 2. Топлина и работа

Национална олимпиада по физика 2016, национален кръг, тема за възрастова група 10.–12. клас · 5 април 2016 г. · 15 т.

Условие

Част А. Две течности с една и съща маса са затворени в два херметични съда. Те се нагряват равномерно по един и същ начин. На фиг. 2А са показани графиките на зависимостта на температурата $t$ на всяка една течност от времето $\tau$ за нагряване.

а) Избройте процесите, които са представени с тези две еднотипни графики. [1,5 т.]

б) Сравнете по графиките еднотипните топлинни характеристики на двете течности. [6,5 т.]

Част Б. На фиг. 2Б е показана $p,V$ - диаграма на цикличен процес $1-2-3-4-1$, извършван с определено количество идеален газ. Изброените състояния лежат на три различни изотерми. Определете КПД $\eta$ на топлинния двигател, работещ по изобразения цикъл, ако $T_{\mathrm{max}}/T_{\mathrm{min}} = 3$. Използвайте факта, че работата, извършена от газа при изотермно разширение, е $A = BT\ln(V_f/V_i)$, където $B$ е газовата константа, $V_f$ и $V_i$ са съответно крайният и началният обем на газа. Вътрешната енергия на идеалния газ се дава с израза $U = (3/2)BT$. [7 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2016_10-12problems.pdf · официални решения: NOF3_2016_10-12solutions.pdf