НПСФ 2019, 9. клас — Задача 3. Топлинен двигател

Национално пролетно състезание по физика 2019, тема за 9. клас (трета състезателна група) · 9 март 2019 г. · 10 т.

Условие

Топлинен двигател с работно вещество идеален газ работи по процеса 1 – 2 – 3 – 1, показан на фиг. 3. При изотермния процес 1–2 газът извършва работа $A' = 1\ \mathrm{kJ}$,

процесът 2–3 е изобарен, а процесът 3–1 е адиабатен. КПД на двигателя е $\eta = 20\%$. Вътрешната енергия на идеалния газ се дава с израза

$U = \frac{3}{2}BT.$

а) Намерете работата $A$, извършена от външната сила, за свиване на газа в един цикъл 1 – 2 – 3 – 1. [2,5 т.]

б) В кои участъци или състояния от цикъла 1–2–3–1 газът достига максималната температура $T_{max}$ и минималната температура $T_{min}$? Обосновете отговора си. [2 т.]

в) Определете разликата $\Delta T = T_{max} - T_{min}$ за описания цикъл 1–2–3–1, като приемете, че за състояние 1 е изпълнено равенството

$\frac{p_1V_1}{T_1} = B \approx 8{,}3\ \frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K}}.$ [5,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2019_9problems.pdf · официални решения: proletni_2019_9solutions.pdf