Задача В21. Температуру холодильника идеального теплового двигателя уменьшили, а температуру нагревателя оставили прежней. При этом количество теплоты, полученное газом от нагревателя, тоже не изменилось. Как изменялись работа газа за цикл, количество теплоты, отданное холодильнику, и КПД двигателя?

Задача В21. Температуру холодильника идеального теплового двигателя уменьшили, а температуру нагревателя оставили прежней. При этом количество теплоты, полученное газом от нагревателя, тоже не изменилось. Как изменялись работа газа за цикл, количество теплоты, отданное холодильнику, и КПД двигателя?

Для каждой величины определите, как она изменилась: А) уменьшилась, Б) увеличилась, В) не изменилась.

Запишите выбранные для каждой величины буквы в таблицу.

Решение:

КПД идеального теплового двигателя определяет формула

где согласно условию задачи температура нагревателя не изменилась, а температура холодильника уменьшилась. Значит, с уменьшением вычитаемого разность увеличилась, поэтому и КПД — тоже увеличился.

Согласно определению КПД теплового двигателя

КПД, как мы показали, увеличился, значит, увеличился и числитель этой дроби. Но по условию количество теплоты , полученное от нагревателя, не изменилось, поэтому при увеличении числителя количество теплоты , отданное холодильнику, уменьшилось.

Работа А за цикл равна разности количества теплоты , полученного от нагревателя, и количество теплоты , отданного холодильнику:

Поскольку количество теплоты полученное от нагревателя, не изменилось, а количество теплоты , отданное холодильнику, уменьшилось, значит, работа, совершенная за цикл, увеличилась

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти задачи:

Задача В19. С какой скоростью v должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при выстреле, сделанном вертикально вниз с высоты h = 50 м, чтобы при ударе о камень она полностью расплавилась? Начальная температура дробинки = 400 К, температура плавления свинца = 600 К. Удельная теплоемкость свинца с = 0,13 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления свинца = 25 кДж/кг.

Задача В20. На рис. 167 изображен термодинамический цикл в координатах р — V, происходящий в газе. При этом цикле внутренняя энергия газа увеличилась на 500 кДж. Какое количество теплоты было передано газу?

Задача С1. В горизонтально расположенной трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути длиной l, запирающий столбик воздуха. Трубку поворачивают вертикально открытым концом вверх и нагревают воздух в ней на . При этом объем воздуха в трубке не изменяется. Давление наружного воздуха в комнате . Найти температуру воздуха в комнате.

Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.