Углублённая термодинамика добавляет внутреннюю энергию газа как формулу и адиабатный процесс, где теплообмена нет вовсе. Цикл Карно задаёт предел КПД, который не превзойдёт ни один двигатель.
Что нужно знать
- $Q = \Delta U + A$: 800 Дж теплоты и 300 Дж работы — $\Delta U = 500$ Дж.
- Изобарная работа $p\Delta V$: 100 кПа на 0,02 м³ — 2000 Дж.
- Внутренняя энергия одноатомного газа $U = \dfrac32\nu RT$: 2 моль при 300 К — около 7,5 кДж.
- Изохорно работы нет, $Q = \Delta U = \dfrac32R\Delta T$: 1 моль на 100 К — около 1,2 кДж.
- Адиабата — без теплообмена; работа идёт за счёт внутренней энергии. Быстрое сжатие нагревает газ.
- КПД Карно $1 - \dfrac{T_2}{T_1}$: 800 и 300 К — 62,5 %.
- Реальный двигатель с КПД 30 % из 2000 Дж даёт 600 Дж работы.
Где чаще всего ошибаются
- Приписывают изохорному процессу работу газа.
- Считают, что при адиабатном сжатии температура не меняется.
- Берут в формулу Карно градусы Цельсия.
- Используют $\dfrac52$ для одноатомного газа.
Проверить себя
По этой же главе есть проверочная работа из 11 заданий на 25 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Физика · 10 класс · Касьянов, 2023 · Глава 10 · Термодинамика и цикл Карно