Примерные критерии оценивания. Найдено проекция ускорения свободного падения на наклонную плоскость………………………………………………………….……………1

Найдено проекция ускорения свободного падения на наклонную плоскость………………………………………………………….……………1

Найдено выражение для ………………………………………………1

Получено условие, при котором шайба скользит вниз………………...1

Записано ускорение при движении вверх………………………………1

Записано ускорение при движении вниз………………………………..1

Приведены соображения, достаточные для нахождения ……………1

Найдено …………………………………………………………………1

Найден , при котором …………………………………..……….3

2. Идеальный одноатомный газ (количество вещества n) участвует в циклическом процессе, состоящем из двух изотерм и двух изохор. При изохорическом нагревании газ получает количество теплоты Q ₁, а при изотермическом расширении – количество теплоты Q ₂. Минимальная температура газа в данном циклическом процессе равна T _min. Найдите: а) максимальную температуру газа; б) количества теплоты, отданные газом при изохорическом охлаждении и изотермическом сжатии; в) работу, совершенную газом на каждой из стадий процесса; г) КПД теплового двигателя, работающего по рассматриваемому циклу.

Возможное решение

Количество теплоты Q ₁, сообщаемое газу при изохорическом нагревании от температуры T _min, которую газ имел на нижней изотерме (см. рисунок), до максимальной температуры T _max на верхней изотерме, идет на изменение его внутренней энергии: . Следовательно, .

Заметим, что величины работ А ₂ и A ₄, совершаемых газом на изотермических стадиях, относятся, как площади криволинейных трапеций (см. рисунок) под гиперболами, описываемыми следующими уравнениями: (верхняя изотерма) и (нижняя изотерма). Поскольку при изменении объема на малую величину D V газ совершает работу , то величина работы, совершенной в изотермическом процессе, пропорциональна температуре T, которую имеет газ в этом процессе. Поэтому .

Таким образом, можно найти работы, совершаемые газом на каждой из стадий данного циклического процесса. 1) Изохорическое нагревание: A ₁ = 0. 2) Изотермическое расширение: A ₂ = Q ₂, так как внутренняя энергия газа не изменяется. 3) Изохорическое охлаждение: A ₃ = 0. 4) Изотермическое сжатие: .

При изохорическом охлаждении (стадия 3) газ отдает количество теплоты , а при изотермическом сжатии (стадия 4) – количество теплоты .

КПД h теплового двигателя, работающего по рассматриваемому циклу, равен отношению совершенной работы к полученному количеству теплоты . Следовательно,

.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: