План занятия
Тепловые двигатели. Основные идеи: закон сохранения энергии, нагреватель, рабочее тело.
Работа газа в циклическом процессе. Холодильник двигателя. Второй закон термодинамики. Необратимость тепловых процессов. Определение кпд циклического процесса.
Двигатель внутреннего сгорания.
Максимальный кпд. Цикл Карно. Кпд цикла Карно.
Задачи
2.3.1. Циклический процесс, происходящий с газом, состоит из трех участков (см. рис. 2). На первом газ получает количество теплоты 
, на втором - 
, на третьем - 
. Найти коэффициент полезного действия процесса.
2.3.2. С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-1, график зависимости давления от объема для которого приведен на рисунке 3 (процесс 2-3 является изохорическим, процесс 3-1 - изобарическим, на участке 1-2 давление является линейной функцией объема, причем продолжение прямой 1-2 проходит через начало координат). Найти коэффициент полезного действия этого процесса.
2.3.3. На рисунке в координатах 
изображен циклический процесс, происходящий с одним молем одноатомного идеального газа (1-2 и 3-4 - изохоры, 2-3 и 4-1 - изобары). В состоянии 1 температура газа равна 
, в состоянии 3 - 
. Найти коэффициент полезного действия процесса.
2.3.4. Известно, что температура нагревателя тепловой машины, работающей по циклу Карно, в 
раз больше температуры холодильника. Найти кпд цикла.
2.3.5. Известно, что работа, совершаемая газом на «верхней» изотерме цикла Карно в раз больше работы, совершенной над газом на «нижней» изотерме цикла. Найти кпд цикла.
2.3.6. Найти кпд тепловой машины, работающей с 
молями одноатомного идеального газа по циклу, состоящему из адиабаты (процесс 1-2 на рисунке), изотермы (процесс 2-3) и изохоры (процесс 3-1). Известно, что работа, совершенная над газом на участке 2-3 равна 
, разность максимальной и минимальной температур в цикле равна 
.
|
|
2.3.7. Кпд циклического процесс 1-2-3-4-1, график которого в координатах «давление – объем» представляет собой параллелограмм (см. рисунок), равен 
. Найти кпд циклического процесса 1-2-3-1.
Домашнее задание
1. Найти кпд цикла, изображенного на рисунке, если известно, что отношение работы , совершенной газом в течение всего цикла, к количеству теплоты, отданному в процессе 
, равно : 
.
2. С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-4-1 (процессы 1-2, 3-4 являются изохорическими, процессы 2-3, 4-1 -- изобарическими), график которого в координатах «давление – объем» приведен на рисунке. На рисунке приведены также значения давления и объема газа в ряде состояний цикла. Найти кпд процесса.
3. Циклический процесс 1-2-3-4-1, происходящий с идеальным одноатомным газом, состоит из двух изобар и двух изохор (см. рисунок). Известно, что объем газа в течение цикла меняется в раз, давление - в 
раз. Найти коэффициент полезного действия цикла.
4. С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-1, график зависимости давления от объема для которого приведен на рисунке (процесс 3-1 является изобарическим, на участках 1-2 и 2-3 давление является линейной функцией объема, причем продолжение прямой 1-2 проходит через начало координат). Найти коэффициент полезного действия этого процесса.