Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2843
2017-04-16 
На рис. представлен график для упрощенной модели одного из циклов, используемых в современных двигателях - цикла Дизеля. Процессы 1-2 и 3-4 адиабатические, объем газа в процессе 1-2 уменьшается в 12 раз, температуры в т. 1, 3 и 4 подписаны на рис. Считая, что рабочим телом является воздух, вычислите КПД этого цикла.
Комментарий: в реальном цикле Дизеля в т.2 в систему впрыскивается топливо, возгорание которого и приводит к расширению, а в т.1 продукты сгорания топлива удаляются из рабочей камеры и замещаются воздухом. В данной задаче будем пренебрегать влиянием этих процессов на КПД.
Решение:
Для определения КПД воспользуемся формулой $\eta = \frac{Q^{+} - Q^{-}}{Q^{+}}$, где $Q^{+}$ и $Q^{-}$ - количества теплоты, полученные от нагревателя и отданные холодильнику соответственно.
В указанном цикле газ получает тепло только на участке 2-3, а отдает его только на участке 4-1.
Количество вещества газа можно вычислить по данным, соответствующим т.1: $\nu = \frac{p_{1}V_{1}}{RT_{1}} = 0,08 моль$
Поскольку процесс 4-1- изохорный, то $Q^{-} = 2,5 R \nu (T_{4} - T_{1}) = 620 Дж$ (воздух - практически полностью состоит из двухатомных газов).
Процесс 2-3 изобарный, поэтому $Q^{+} = 3,5 R \nu (T_{3} - T_{2})$. Температуру в т.2 можно определить из уравнения состояния: $\frac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2}V_{2}}{T_{2}}$, откуда $T_{2} = T_{1} \frac{30}{1} \frac{1}{12} = 750 К = 477^{ \circ} С$. Тогда $Q^{+} = 752 Дж$, и $\eta = 17,5%$.
Ответ: 17,5 %
На рис. представлен график для упрощенной модели одного из циклов, используемых в современных двигателях - цикла Дизеля. Процессы 1-2 и 3-4 адиабатические, объем газа в процессе 1-2 уменьшается в 12 раз, температуры в т. 1, 3 и 4 подписаны на рис. Считая, что рабочим телом является воздух, вычислите КПД этого цикла.
Комментарий: в реальном цикле Дизеля в т.2 в систему впрыскивается топливо, возгорание которого и приводит к расширению, а в т.1 продукты сгорания топлива удаляются из рабочей камеры и замещаются воздухом. В данной задаче будем пренебрегать влиянием этих процессов на КПД.
Решение:
Для определения КПД воспользуемся формулой $\eta = \frac{Q^{+} - Q^{-}}{Q^{+}}$, где $Q^{+}$ и $Q^{-}$ - количества теплоты, полученные от нагревателя и отданные холодильнику соответственно.
В указанном цикле газ получает тепло только на участке 2-3, а отдает его только на участке 4-1.
Количество вещества газа можно вычислить по данным, соответствующим т.1: $\nu = \frac{p_{1}V_{1}}{RT_{1}} = 0,08 моль$
Поскольку процесс 4-1- изохорный, то $Q^{-} = 2,5 R \nu (T_{4} - T_{1}) = 620 Дж$ (воздух - практически полностью состоит из двухатомных газов).
Процесс 2-3 изобарный, поэтому $Q^{+} = 3,5 R \nu (T_{3} - T_{2})$. Температуру в т.2 можно определить из уравнения состояния: $\frac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2}V_{2}}{T_{2}}$, откуда $T_{2} = T_{1} \frac{30}{1} \frac{1}{12} = 750 К = 477^{ \circ} С$. Тогда $Q^{+} = 752 Дж$, и $\eta = 17,5%$.
Ответ: 17,5 %
