Найдите КПД цикла, изображенного на рисунке для идеального одноатомного газа.
Задача 30 (5). КПД цикла
Краткое условие задачи
Задача 30 (5). КПД цикла
Решение задачи
Задача 30 (5). КПД цикла
КПД цикла находим по формуле:
Задача 30 (5). КПД цикла
где работа определяется как площадь прямоугольника 1234:
Задача 30 (5). КПД цикла
Для определения затраченного количества теплоты нужно выяснить, в каких процессах газ получал теплоту. Для этого воспользуемся первым законом термодинамики, формулой для изменения внутренней энергии и уравнением состояния идеального газа:
Задача 30 (5). КПД цикла
Рассмотрим каждый процесс по отдельности.
В процессе 1 – 2 начальная температура меньше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии больше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа равна нулю, поскольку процесс изохорный:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 1 – 2 получал тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Найдем это тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Разность температур найдем используя уравнение состояния идеального газа. Запишем его для состояния 1 и для состояния 2:
Задача 30 (5). КПД цикла
Вычитаем из второго уравнения первое и находим разность температур:
Задача 30 (5). КПД цикла
Подставим в формулу для теплоты:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 2 – 3 начальная температура также меньше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии также больше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа в этом процессе больше нуля (газ совершает работу):
Задача 30 (5). КПД цикла
поскольку объем увеличивается:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 2 – 3 тоже получал тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Найдем это тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Разность температур найдем используя уравнение состояния идеального газа. Запишем его для состояния 2 и для состояния 3:
Задача 30 (5). КПД цикла
Вычитаем из второго уравнения первое и находим разность температур:
Задача 30 (5). КПД цикла
Подставим в формулу для теплоты:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 3 – 4 начальная температура больше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии меньше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа равна нулю, поскольку процесс изохорный:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 3 – 4 отдает тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 4 – 1 начальная температура также больше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии также меньше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
работа в этом процессе тоже меньше нуля (над газом совершают работу):
Задача 30 (5). КПД цикла
поскольку объем уменьшается:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 4 – 1 тоже отдает тепло:
Неопределенность Гейзенберга настолько странная вещь, что ее легче не заметить, чем задумываться о сути. Представьте себя за рулем. Вам звонят и спрашивают - "Где ты сейчас и куда движешься?". Ваш ответ очевиден, мол в 11 часов 32 минуты 18 секунд московского времени я нахожусь около села Нижний Задрипинск 45 градусов северной широты ... ну и так далее, Вы всегда даете полные ответы. Это же нормально, знать "Где" находишься в определенный "момент" времени и куда движешься. Ну а теперь представьте, что на этот вопрос Вы можете ответить только так: - Ну, тебя что интересует, где я нахожусь, или куда двигаюсь? Двигаюсь со скоростью 1500 км/сек а нахожусь в общем везде. А если интересует где нахожусь, то около Задрипинска, но куда и с какой скоростью движусь не знаю. Понятно? Мне тоже. Но мы с Вами поняли, что такое неопределенность Гейзенберга. Она гласит, что в микромире НЕВОЗМОЖНО точно определить одновременно координату и импульс частицы, только что-то одно, или-или. Подивившись и поохав об идиотах-физиках возьмемся за дело, - а чего это так странно? Да все просто.Мы с вами большие мальчики и девочки, и, по сравнению с микромиром мы имеем гигантские размеры. Это и есть главное. Вот подумайте, как мы видим? Просто. На предмет что мы видим, падает фотон (фотоны) отражается и попадает в сетчатку нашего глаза. И несет информацию о том, от чего отразился. Пусть это будет стол. Если бы он не отражал свет, мы бы его не видели. Оказывает свет воздействие на стол? несомненно! Но такое малое, что ни стол ни мы этого не в состоянии заметить. .Другой случай, - мы измеряем размеры тетрадки. как это делается? Прикладывается линейка... ну вы поняли. Так вот, наблюдаем мы предмет или измеряем его характеристику - МЫ ВСЕГДА ВОЗДЕЙСТВУЕМ на предмет. Хоть фотоном света, но воздействуем. В нашем Макромире, это воздействие ничтожно, в микромире, размеры частиц сравнимы с фотоном и это "измерительное" воздействие оказывает существенное влияние на то, что мы хотим измерить. И вот это наше влияние, которое мы НЕ МОЖЕМ не оказывать приводит к тому, что мы или измерим импульс или зафиксируем координаты. Только так. Только одно - или где находимся или куда и с какой скоростью движемся. Измерив одно, мы меняем другое таким образом, что не можем НИЧЕГО об этой характеристике сказать. Если так подумать, то все вполне логично. Только непривычно, нам великанам.
Архимед прославился многими механическими конструкциями. Рычаг был известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике. Плутарх сообщает, что Архимед построил в порту Сиракуз немало блочно-рычажных механизмов для облегчения подъёма и транспортировки тяжёлых грузов. Изобретённый им архимедов винт (шнек) для вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте.
Архимед является и первым теоретиком механики. Он начинает свою книгу «О равновесии плоских фигур» с доказательства закона рычага. В основе этого доказательства лежит аксиома о том, что равные тела на равных плечах по необходимости должны уравновешиваться. Точно также и книга «О плавании тел» начинается с доказательства закона Архимеда. Эти доказательства Архимеда представляют собой первые мысленные эксперименты в истории механики.
ответ:17%
Объяснение:
Задача 30 (5). КПД цикла
4 ноября 2019
3,7 тыс. дочитываний
1 мин.
Полное условие задачи
Найдите КПД цикла, изображенного на рисунке для идеального одноатомного газа.
Задача 30 (5). КПД цикла
Краткое условие задачи
Задача 30 (5). КПД цикла
Решение задачи
Задача 30 (5). КПД цикла
КПД цикла находим по формуле:
Задача 30 (5). КПД цикла
где работа определяется как площадь прямоугольника 1234:
Задача 30 (5). КПД цикла
Для определения затраченного количества теплоты нужно выяснить, в каких процессах газ получал теплоту. Для этого воспользуемся первым законом термодинамики, формулой для изменения внутренней энергии и уравнением состояния идеального газа:
Задача 30 (5). КПД цикла
Рассмотрим каждый процесс по отдельности.
В процессе 1 – 2 начальная температура меньше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии больше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа равна нулю, поскольку процесс изохорный:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 1 – 2 получал тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Найдем это тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Разность температур найдем используя уравнение состояния идеального газа. Запишем его для состояния 1 и для состояния 2:
Задача 30 (5). КПД цикла
Вычитаем из второго уравнения первое и находим разность температур:
Задача 30 (5). КПД цикла
Подставим в формулу для теплоты:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 2 – 3 начальная температура также меньше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии также больше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа в этом процессе больше нуля (газ совершает работу):
Задача 30 (5). КПД цикла
поскольку объем увеличивается:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 2 – 3 тоже получал тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Найдем это тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Разность температур найдем используя уравнение состояния идеального газа. Запишем его для состояния 2 и для состояния 3:
Задача 30 (5). КПД цикла
Вычитаем из второго уравнения первое и находим разность температур:
Задача 30 (5). КПД цикла
Подставим в формулу для теплоты:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 3 – 4 начальная температура больше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии меньше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
а работа равна нулю, поскольку процесс изохорный:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 3 – 4 отдает тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
В процессе 4 – 1 начальная температура также больше конечной:
Задача 30 (5). КПД цикла
поэтому изменение внутренней энергии также меньше нуля:
Задача 30 (5). КПД цикла
работа в этом процессе тоже меньше нуля (над газом совершают работу):
Задача 30 (5). КПД цикла
поскольку объем уменьшается:
Задача 30 (5). КПД цикла
Отсюда следует, что газ в процессе 4 – 1 тоже отдает тепло:
Задача 30 (5). КПД цикла
Таким образом затраченная теплота равна:
Задача 30 (5). КПД цикла
Искомый КПД равен:
Задача 30 (5). КПД цикла
Или
Задача 30 (5). КПД цикла
ответ: 17 %.