Задание № 1716 по физике: Основы термодинамики

Разбор

Работа за цикл равна площади прямоугольника на диаграмме p–V: $A=(2p_0-p_0)(2V_0-V_0)=p_0V_0$. Тепло газ получает на двух участках. При изохорном нагревании $Q_{12}=\Delta U=\frac{3}{2}\Delta p\,V_0=1{,}5\,p_0V_0$. При изобарном расширении $Q_{23}=\frac{5}{2}p\Delta V=\frac{5}{2}\cdot 2p_0\cdot V_0=5\,p_0V_0$. Полученное тепло $Q_1=6{,}5\,p_0V_0$. На участках охлаждения и сжатия газ тепло отдаёт, поэтому их в $Q_1$ не включают. КПД $\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{1}{6{,}5}\approx 0{,}154$, то есть «15,4%». Значение «22,2%» получается, если для изобарного участка взять $\frac{3}{2}p\Delta V$, а «20%» — если не учесть нагревание при постоянном объёме. Значение «25%» получается, если для изобарного участка взять $\frac{5}{2}p_0V_0$, то есть не учесть, что давление на нём равно $2p_0$.