Задача: Тепловой двигатель совершает круговой цикл, соответствующий графику на рис. Цикл состоит из двух изохор 1—2 и 3—4, и двух адиабат 2—3 и 4—1. Найти КПД этого цикла.
Пояснение: Обозначим p1 давление газа в первом состоянии, p2 — давление газа во втором состоянии, p3 — давление газа в третьем состоянии, p4 — давление газа во четвертом состоянии, V1 — объем газа в первом состоянии, V2 — объем газа во втором состоянии, Q1 — количество теплоты, полученное газом извне в изохорном процессе 1 — 2, Q2 — количество теплоты, отданное внешней среде в процессе 3 — 4, ν — количество молей газа, R — молярную газовую постоянную, ∆T1 — изменение температуры газа на участке 1 — 2, ∆T2 — изменение температуры газа на участке 3 — 4.
Количество теплоты, полученное газом при изохорном увеличении давления, соответствующем участку 1 — 2 графика, в соответствии с первым законом термодинамики, когда работа расширения А = 0, равно изменению внутренней энергии газа:
Ответ: η = 25%.