Каково подробное решение для идеального двухатомного газа, который расширяется адиабатически и его объем увеличивается

Содержание: Расчет термического КПД цикла идеального двухатомного газа

Разъяснение:
Для расчета термического КПД цикла идеального двухатомного газа, следуем таким шагам:

1. Найдите начальное состояние газа: v1 = 2 л.
2. Расширение газа адиабатическим процессом. По определению адиабатического процесса, уравнение состояния газа PV^γ = const, где P - давление газа, V - объем газа, γ - показатель адиабаты (для двухатомного газа γ = 7/5). В исходном состоянии: P1V1^γ = P2V2^γ.
3. Увеличьте объем газа в 5 раз (V2 = 5V1) и определите новое давление P2. Имеем: P1V1^γ = P2(5V1)^γ.
4. Сжатие газа изобарным процессом. Изохории - процессы, при которых объем газа остается постоянным, то есть V2 = V3 = 5V1. Уравнение состояния остается прежним: P2V2^γ = P3V3^γ.
5. Определите давление газа после сжатия - P3: P2V2^γ = P3(5V1)^γ.
6. Изохорное нагревание газа: V3 = V4 = 5V1. Отношение давления и объема остается постоянным: P3V3^γ = P4V4^γ.
7. Определите давление газа после нагревания - P4: P3(5V1)^γ = P4(5V1)^γ.
8. Возвращение газа в первоначальное состояние. Размер графика цикла соответствует восстановлению первоначального объема и давления: P4(5V1)^γ = P1V1^γ.

График цикла будет иметь следующую форму:

Вставить график цикла

Термический КПД цикла можно вычислить по формуле:

η = 1 - (Q2 / Q1),

где Q1 - теплота, получаемая в процессе расширения; Q2 - теплота, отдаваемая в процессе сжатия.

Доп. материал:
Для данного задания, термический КПД цикла можно рассчитать, зная значения Q1 и Q2. Я могу рассчитать эти значения для вас, если они указаны.

Совет:
При решении задачи на расчет термического КПД цикла идеального двухатомного газа, помните, что процессы адиабатического расширения, изобарного сжатия и изохорного нагревания имеют свои характеристики. Будьте внимательны при применении соответствующих уравнений и формул в каждом процессе.

Практика:
Посчитайте термический КПД цикла для идеального двухатомного газа, если Q1 = 100 Дж и Q2 = 80 Дж.