Пусть рабочим телом является 1 моль идеального газа, находящийся в следующих состояниях для четырех характерных точек А, В, С, D цикла Карно. Учтем, что на участках АВ и ВС газ расширяется (из рисунка видно, что давление падает), то есть совершает положительную работу, а на участках CD и DA работа отрицательна. На участке ВС: A(BC)=-dU=-cv(Tx - Tr), а на участке DA: A(DA)=-cv(Tr - Тх). Для обратимого процесса dU=0 и при нахождении общей работы за цикл A(BC) и A(CD) сокращаются, и остается только разность Q(AB)-Q(CD) при изотермических процессах (при Т(АВ) и T(CD)). Поэтому А= Q(AB)-Q(CD).
Рассматривается изобарическая ситуация в соответствие с законом Гей-Люссака: V1/V2=T1/T2. Объем, который должен бы занять воздух после нагрева от Т1=283 К до Т2=493 К, ΔТ=210 К, равен V2=(T2/T1)V1=(T2/T1)V, ΔV=V2 - V = V(T2/T1 - 1)=3*(1,74 - 1) =2,22 м^3. Уравнение Менделеева- Клапейрона для начального и конечного состояния газа: pV1M=m1RT1, pV2M=m2RT2. Если их поделить одно на другое, то m1/m2=T2/T1=1,74. Δm=m1 - m2 =m1(1 - 1/1,74)=0,425m1. Если плотность сухого воздуха 1,293 кг/м^3 умножим на ΔV=2,22, получим массу 2,87 кг вышедшего из камеры воздуха.
Объяснение:
Пусть рабочим телом является 1 моль идеального газа, находящийся в следующих состояниях для четырех характерных точек А, В, С, D цикла Карно. Учтем, что на участках АВ и ВС газ расширяется (из рисунка видно, что давление падает), то есть совершает положительную работу, а на участках CD и DA работа отрицательна. На участке ВС: A(BC)=-dU=-cv(Tx - Tr), а на участке DA: A(DA)=-cv(Tr - Тх). Для обратимого процесса dU=0 и при нахождении общей работы за цикл A(BC) и A(CD) сокращаются, и остается только разность Q(AB)-Q(CD) при изотермических процессах (при Т(АВ) и T(CD)). Поэтому А= Q(AB)-Q(CD).