Β΄Λυκείου Θερμοδυναμική

Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου, που βρίσκεται στην κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α (P₀, V₀, T₀), υπόκειται στην παρακάτω αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή:

ΑΒ: ισοβαρής εκτόνωση μέχρι να τετραπλασιαστεί ο όγκος του,

ΒΓ: ισόχωρη μεταβολή μέχρι τη θερμοκρασία Τ₀,

ΓΑ: ισόθερμη μεταβολή.

Α)  Να γίνει η γραφική παράσταση των μεταβολών σε άξονες P – V , όπου θα φαίνονται οι τιμές της πίεσης, του όγκου και της θερμοκρασίας του αερίου στις καταστάσεις Α, Β, και Γ, συναρτήσει των P₀, V₀, T₀. (Οι τιμές της θερμοκρασίας να σημειωθούν πάνω στις ισόθερμες καμπύλες).

Β)  Να υπολογιστεί η θερμότητα που αποβάλλει το αέριο στην κυκλική μεταβολή συναρτήσει των P₀, V₀, T_{0 .}

Γ)  Να υπολογιστεί το ολικό έργο στην κυκλική μεταβολή συναρτήσει των P₀, V₀, T₀ .

Δ)  Να υπολογίσετε την απόδοση μηχανής Carnot που λειτουργεί μεταξύ των ακραίων ισόθερμων του παραπάνω κύκλου, καθώς και την απόδοση θερμικής μηχανής που λειτουργεί σύμφωνα με την παραπάνω αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή (οι αποδόσεις να εκφραστούν ως κλάσματα).

Δίνονται η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα του αερίου υπό σταθερό όγκο C_v = 3·R/2 και ότι ln2 = 0,7. 

Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.