5.192. Масса m = 1 кг воздуха, находящегося при давлении p1 = 150 кПа и температуре t1 = 30° С, расширяется адиабатически и давление при этом падает до р2.

5.198. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 6,28кДж. Найти к. п. д. η цикла и работу А, совершаемую за один цикл.
Решение:
Поскольку по условию задачи Q2/Q1 = 0,8 ,
то Q2 = 0,8*Q1 = 5,024 кДж.
По условию задачи машина идеальная, следовательно,
A = Q2 - Q1 = 1,0048 кДж.
Тогда к.п.д. цикла равен:
η = A/Q2 = (1,0048 кДж)/(5,024 кДж) = 0,2 или 20%.
Ответ: η = 0,2 или 20%.

5.192. Масса m = 1 кг воздуха, находящегося при давлении p1 = 150 кПа и температуре t1 = 30° С, расширяется адиабатически и давление при этом падает до р2 =100 кПа. Во сколько раз увеличился объем воздуха? Найти конечную температуру t2 и работу А , совершенную газом при расширении.

5.193. Количество v = 1 кмоль кислорода находится при нормальных условиях, а затем объем его увеличивается до V = 5V0. Построить график зависимости р = f(V), приняв за единицу по оси абсцисс значение V0 , если кислород расширяется: а) изотермически; б) адиабатически. Значения давления р найти для объемов, равных: V0, 2V0, 3V0, 4V0 и 5V0.

5.194. Некоторая масса кислорода занимает объем V1 = 3 л при температуре t1 = 27° С и давлении p1 = 820 кПа. В другом состоянии газ имеет параметры V2 = 4,5 л и р2 = 600 кПа. Найти количество теплоты Q, полученное газом, работу A, совершенную газом при расширении, и изменение ΔW внутренней энергии газа при переходе газа из одного со-стояния в другое: а) по участку АСВ ; б) по участку ADB.

5.195. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, за цикл получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 2,512 кДж. Температура нагревателя T1 =400 К, температура холодильника Т2 = 300 К. Найти работу А , совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты Q2, отдаваемое холодильнику за один цикл.

5.196. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдает за один цикл холодильнику количество теплоты Q2 = 13,4 кДж. Найти к.п.д. η цикла.

5.197. Идеальная тепловая машина, работающая но циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 73,5 кДж. Температура нагревателя t1 = 100° С, температура холо-дильника t2 = 0° С. Найти к. п. д. η цикла, количество теплоты Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.

5.198. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 6,28кДж. Найти к. п. д. η цикла и работу А, совершаемую за один цикл.

5.199. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении p1 = 708 кПа и температуре t1 = 127°С занимает объем V1 = 2 л. После изотермического расширения воздух занял объем V2 = 5 л; после адиабатического расширения объем стал равным V3 = 8 л. Найти: а) координаты пересечения изотерм и адиабат; б) работу А, со-вершаемую на каждом участке цикла; в) полную работу А , совершаемую за весь цикл; г) к. п. д. η цикла; д) количество теплоты Q1 , полученное от нагревателя за один цикл; е) количество теплоты Q2, отданное холодильнику за один цикл.

5.200. Количество v = 1 кмолъ идеального газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом объем газа изменяется от V1 = 25 м3 до V2 = 50 м3 и давле-ние изменяется от p1 = 100 кПа до р2 = 200 кПа. Во сколько раз работа, совершаемая при таком цикле, меньше работы, совершаемой в цикле Карно, изотермы которого соответствуют наибольшей и наименьшей температурам рассматриваемого цикла, если при изотермическом расширении объем увеличился в 2 раза?

5.201. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу A = 37 кДж. При этом она берет тепло от тела с температу-рой t2 = -10° С и передает тепло телу с температурой t1 = 17° С. Найти к. п. д. η цикла, количество теплоты Q2, отнятое у холодного тела за один цикл, и количество теплоты Q1, переданное более горячему телу за один цикл.

Волькенштейн