2014-05-31
Какая работа совершается во время одного термодинамического цикла, изображенного на рис. а? Каков КПД тепловой машины, работающей по этому циклу? Рабочим телом является один моль идеального газа.
Решение:
Задача аналогична задаче
Задача по физике 182, но в ходе ее решения выясняется интересная деталь - если отобразить диаграмму данной задачи, представленную на плоскости р-Т, на плоскости V-Т, то получим диаграмму процесса из задачи 182, пущенного в обратную сторону.
Что изменится в рассуждениях из решения предыдущей задачи.
Во-первых, работа, совершаемая за один цикл, изменит знак
$A=-RT_{1}$.
Во-вторых, количество теплоты и изменение внутренней энергии на отдельных участках процесса тоже изменят знак. Следовательно количество теплоты, полученное системой, будет теперь равно сумме правых частей равенств (8) и (9) предыдущей задачи с обратным знаком:
$Q_{н}=(C_{p}+2C_{V})T_{1}=\frac{11}{2}RT_{1}$.
Коэффициент полезного действия, определяемый обычным образом, оказывается отрицательным:
$\eta = A/Q_{н}=-2/11$.
Этот результат означает, что данная тепловая машина работает как холодильник - работа совершается внешними силами над рабочим телом машины. В результате процесса некоторое количество теплоты забирается рабочим телом в одном тепловом резервуаре и передается в другой (от резервуара с меньшей температурой к резервуар с большей).