2017-04-19
Моль гелия совершает работу величиной А в замкнутом цикле (рис.), состоящем из адиабаты 1—2, изотермы 2—3, изобары 3—1. Найти величину работы, совершенной в изотермическом процессе, если разность максимальной и минимальной температуры газа в цикле равна $\Delta T$ градусов.
Решение:
Пусть температура гелия на диаграмме $P, V$ в точке 1 равна $T_{1}$. Так как точки 2 и 3 лежат на изотерме, то $T_{2} = T_{3}$. Точка 1 лежит выше точек 2 и 3. Следовательно $\Delta T = T_{1} - T_{2}$. Запишем уравнение первого начала термодинамики для адиабатического процесса 1-2:
$0 = A_{12} - C_{V} \Delta T$. (1)
Соответствующее уравнение для изотермы (участок 2-3):
$Q_{23} = A_{23}$ (2)
Наконец для изобары 3-1 имеем:
$R \Delta T = A_{31}$. (3)
В силу того, что работа газа в замкнутом цикле 1—2—3-1 равна $A = A_{12} + A_{23} + A_{31}$, из уравнений (1), (2), (3) получим:
$A_{23} = A - 5/2 R \Delta T$.