Каково значение работы, выполненной газом внутри термодинамического цикла 1-2-3-4?

Термодинамический цикл – это последовательность процессов, которые происходят между газом и его окружающей средой. Один из таких циклов – цикл 1-2-3-4, который состоит из следующих процессов:

1. Процесс 1-2: Газ расширяется из начального состояния 1 в конечное состояние 2 при постоянном давлении.

2. Процесс 2-3: Газ сжимается из состояния 2 в состояние 3 при постоянном объеме.

3. Процесс 3-4: Газ сжимается из состояния 3 в состояние 4 при постоянном давлении.

4. Процесс 4-1: Газ расширяется из состояния 4 в состояние 1 при постоянном объеме.

Задача заключается в определении значения работы, выполненной газом внутри этого цикла. Работа, выполненная газом во время цикла, может быть определена как разность между работой, выполненной газом во время расширения (процесс 1-2) и работой, сделанной газом при сжатии (процессы 3-4 и 4-1).

Формула для расчета работы, выполненной газом:
Работа, выполненная газом = работа, сделанная газом при расширении - работа, сделанная газом при сжатии

Работа, сделанная газом при расширении, может быть определена по формуле:
Работа расширения = площадь под кривой графика давление-объем в процессе 1-2

Работа, сделанная газом при сжатии, определается по формуле:
Работа сжатия = площадь под кривой графика давление-объем в процессах 3-4 и 4-1

Таким образом, значение работы, выполненной газом внутри термодинамического цикла 1-2-3-4, можно найти, вычисляя работу, сделанную газом при расширении и работу, сделанную газом при сжатии, и вычитая вторую из первой.

Пример:
Найдите значение работы, выполненной газом в цикле 1-2-3-4, если работа расширения равна 100 Дж, а работа сжатия равна -50 Дж.

Решение:
Работа, выполненная газом внутри цикла = Работа расширения - Работа сжатия
Работа, выполненная газом внутри цикла = 100 Дж - (-50 Дж)
Работа, выполненная газом внутри цикла = 150 Дж
Ответ: Значение работы, выполненной газом в цикле 1-2-3-4, равно 150 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять значение работы, выполненной газом в термодинамическом цикле, рекомендуется изучить закономерности изменений давления и объема во время каждого процесса цикла. Построение графиков давление-объем может также помочь визуально представить и проанализировать работу, совершаемую газом.

Задание для закрепления:
В цикле 1-2-3-4 работа расширения равна 80 Дж, а работа сжатия равна -30 Дж. Найдите значение работы, выполненной газом внутри цикла.