- В чём кратко состоит принцип действия теплового двигателя?
Тепловой двигатель превращает тепло в механическую работу. - Изобразите пример цикла работы теплового двигателя на pV-диаграмме.
Цикл работы некоторого теплового двигателя изображён на рис. 82-а.
Рис. 82. Циклы работы тепловых машин на pV-диаграммах.
а) Цикл работы теплового двигателя.
1; 2; 3 и 4 — точки, изображающие первое; второе; третье и четвёртое состояния газа соответственно.
Q_{12}, Q_{23}, Q_{34}~и~Q_{41}~- количества теплоты, полученные газом (совершающим работу) в процессах 1-2, 2-3, 3-4 и 4-1 соответственно;
двойными стрелками указано: получает газ тепло, когда стрелка направлена внутрь цикла (в данном случае это процессы 1-2 и 4-1, при этом Q_{12}>0, Q_{41}>0) или отдаёт, когда стрелка направлена наружу цикла (в данном случае это процессы 2-3 и 3-4, при этом Q_{23}<0, Q_{34}<0).
б) Цикл работы холодильной машины. 1; 2; 3 и 4 – точки, изображающие первое; второе; третье и четвёртое состояния газа соответственно.
Q_{14}, Q_{43}, Q_{32}~и~Q_{21}~- количества теплоты, полученные газом (совершающим работу) в процессах 1-4, 4-3, 3-2 и 2-1 соответственно;
двойными стрелками указано: получает газ тепло, когда стрелка направлена внутрь цикла (в данном случае это процессы 4-3 и 3-2, при этом Q_{43}>0, Q_{32}>0) или отдаёт, когда стрелка направлена наружу цикла (в данном случае это процессы 2-1 и 1-4, при этом Q_{21}<0, Q_{14}<0). - Запишите три формулы для коэффициента полезного действия теплового двигателя. И покажите, чему равны входящие в них величины в примере, приведённом в предыдущем пункте.
η=\large \frac{A_{за~цикл}}{Q_{нагр}} \normalsize=\large \frac{Q_{нагр}-|Q_{хол} |}{Q_{нагр}} \normalsize=1-\large \frac{|Q_{хол} |}{Q_{нагр}};
где η~- коэффициент полезного действия теплового двигателя, (η~- греческая строчная буква «эта», напечатанная курсивом),
A_{за~цикл}~- работа совершённая этим тепловым двигателем за один цикл; в примере, приведённом в предыдущем вопросе A_{за~цикл}=A_{12}+A_{23}+A_{34}+A_{41}, где A_{12}, A_{23}, A_{34}~и~A_{41}~- работы совершаемые газом в процессах 1-2, 2-3, 3-4 и 4-1 соответственно, (эту работу, совершённую газом за один цикл, иногда ещё называют полезной работой, совершённой за один цикл),
Q_{нагр}~- теплота нагревателя, то есть сумма количеств теплоты, полученных газом (совершающим работу) за один цикл; в примере, приведённом в предыдущем вопросеQ_{нагр}=Q_{12}+Q_{41},
Q_{хол}~- теплота холодильника, то есть сумма количеств теплоты, отданных газом (совершающим работу) за один цикл; в примере, приведённом в предыдущем вопросе Q_{хол}=Q_{23}+Q_{34}. - Что такое КПД?
КПД это аббревиатура от: «коэффициент полезного действия». - Как получить значение КПД в процентах?
Чтобы получить значение КПД в процентах, надо КПД, вычисленный по этой формуле умножить на 100\% . (Помним, что в математике есть такое равенство: 100\% =1). - Как найти работу, совершённую тепловым двигателем за один цикл на pV-диаграмме? Приведите пример.
Работа, совершённая тепловым двигателем за один цикл, равна площади это цикла на pV-диаграмме. Например, в случае, изображённом на рис. 82-а работа, совершённая газом за один цикл равна площади прямоугольника. - Что можно сказать о направлении процессов теплового двигателя на pV-диаграмме?
Процессы теплового двигателя на pV-диаграмме направлены по часовой стрелке. - В чём кратко состоит принцип действия холодильной машины?
Холодильная машина использует механическую работу для отведения тепла от тела (причём при работе холодильной машины возможна передача тепла от более холодного тела более горячему). - Изобразите пример цикла работы холодильной машины на pV-диаграмме.
Цикл работы некоторой холодильной машины изображён на рис. 82-б. - Как найти на pV-диаграмме работу, совершённую газом за один цикл при работе холодильной машины? Приведите пример.
Работа, совершённая газом при работе холодильной машины за один цикл, равна площади это цикла на pV-диаграмме умноженной на -1 (то есть эта работа отрицательная). Например, в случае, изображённом на рис. 82-б работа, совершённая газом за один цикл равна площади прямоугольника умноженной на -1. - Что можно сказать о направлении процессов холодильной машины на pV-диаграмме?
Процессы холодильной машины на pV-диаграмме направлены против часовой стрелки.