Тепловая машина работает по циклу, состоящему из изобарного расширения, изохорного охлаждения и адиабатного сжатия. Её рабочим телом является идеальный одноатомный газ. КПД тепловой машины составляет η=30%. Какое количество теплоты отводится от газа в изохорном процессе, если в адиабатном процессе над газом совершается работа A=2 кДж?
Для нахождения количества теплоты, отводящегося от газа в изохорном процессе, воспользуемся формулой КПД тепловой машины:
η = 1 - Q2 / Q1
где Q2 - количество теплоты, отводящееся от газа в изохорном процессе, Q1 - количество теплоты, подводящееся к газу в изобарном процессе.
Для расчета количества теплоты, подводящегося к газу в изобарном процессе, воспользуемся первым законом термодинамики:
Q1 = A + Q2
где A - работа, совершаемая над газом в адиабатном процессе.
Подставим данную информацию в формулу для КПД и получим:
0.3 = 1 - Q2 / (A + Q2)
0.3 = 0.7 * (A / (A + Q2))
0.3 * (A + Q2) = 0.7A
0.3A + 0.3Q2 = 0.7A
0.3Q2 = 0.4A
Q2 = 4A / 3
Таким образом, количество теплоты, отводящееся от газа в изохорном процессе, равно 4A / 3 или 8/3 кДж.