Вопрос школьника
На рисунке 85 на графике в координатах V — Т показан цикл, совершаемый над идеальным газом. Изобразите этот цикл на графиках в координатах р — V и р — 71.
Ответ от учителя
Цикл, изображенный на графике в координатах V — Т, представляет собой цикл Карно, который состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов.
На графике в координатах р — V цикл Карно будет выглядеть следующим образом:
1. Изотермический процесс AB: начинается с точки A, где газ находится в состоянии с давлением р1 и объемом V1. В процессе AB газ расширяется при постоянной температуре Т1 до объема V2. Точка В соответствует конечному состоянию газа на изотерме Т1 с давлением р2.
2. Адиабатический процесс BC: начинается с точки В, где газ находится в состоянии с давлением р2 и объемом V2. В процессе BC газ расширяется без теплообмена с окружающей средой до объема V3. Точка С соответствует конечному состоянию газа на адиабате с давлением р3.
3. Изотермический процесс CD: начинается с точки С, где газ находится в состоянии с давлением р3 и объемом V3. В процессе CD газ сжимается при постоянной температуре Т2 до объема V4. Точка D соответствует конечному состоянию газа на изотерме Т2 с давлением р4.
4. Адиабатический процесс DA: начинается с точки D, где газ находится в состоянии с давлением р4 и объемом V4. В процессе DA газ сжимается без теплообмена с окружающей средой до объема V1. Точка А соответствует конечному состоянию газа на адиабате с давлением р1.
На графике в координатах р — Т цикл Карно будет выглядеть следующим образом:
1. Изотермический процесс AB: начинается с точки A, где газ находится в состоянии с давлением р1 и температурой Т1. В процессе AB газ расширяется при постоянном давлении р1 до температуры Т2. Точка В соответствует конечному состоянию газа на изотерме Т2 с давлением р1.
2. Адиабатический процесс BC: начинается с точки В, где газ находится в состоянии с давлением р1 и температурой Т2. В процессе BC газ расширяется без теплообмена с окружающей средой до температуры Т3. Точка С соответствует конечному состоянию газа на адиабате с давлением р2.
3. Изотермический процесс CD: начинается с точки С, где газ находится в состоянии с давлением р2 и температурой Т3. В процессе CD газ сжимается при постоянном давлении р2 до температуры Т4. Точка D соответствует конечному состоянию газа на изотерме Т4 с давлением р2.
4. Адиабатический процесс DA: начинается с точки D, где газ находится в состоянии с давлением р2 и температурой Т4. В процессе DA газ сжимается без теплообмена с окружающей средой до температуры Т1. Точка А соответствует конечному состоянию газа на адиабате с давлением р1.
Таким образом, цикл Карно на графиках в координатах р — V и р — Т представляет собой комбинацию изотермических и адиабатических процессов, которые позволяют достичь максимальной эффективности работы двигателя.
