НПСФ 2003, Специална тема — Задача 3. Цикличен процес с един mol идеален газ

Национално пролетно състезание по физика, Ковачевци, 21–23.03.2003 г. — Специална тема · 21 март 2003 г. · 15 т.

Условие

С един mol идеален газ, чийто показател на адиабатата е $\gamma$, се извършва цикличен процес. Той се състои от изотермно разширение (1-2), изобарно свиване (2-3) и адиабатно свиване (3-1). Началната температура на газа е $T_0$, а началният му обем – $V_0$. Максималният обем, който достига газът, е 3 пъти по-голям от началния му обем.

Упътване: Работата, която извършва идеален газ при изотермно разширение от обем $V_{\text{нач}}$ до обем $V_{\text{кр}}$ е $A = RT\ln(V_{\text{кр}}/V_{\text{нач}})$.

а) Начертайте на pV - диаграма графиката на цикличния процес [3 т.]

б) Определелете минималната температура на газа [4 т.]

в) Намерете КПД $\eta$ на топлинния двигател, работещ по описания цикъл. Направете числена оценка за едноатомен идеален газ [6 т.]

г) Пресметнете максимално възможния КПД $\eta_{\max}$ на топлинен двигател, работещ при същите минимална и максимална температури, както в описания цикъл. Направете числена оценка за едноатомен идеален газ [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2003_STproblems.pdf · официални решения: proletni_2003_STsolutions.pdf