Τρεις θερμικές μηχανές και τα έργα τους.

Στο διπλανό διάγραμμα φαίνεται η αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή που πραγματοποιεί μια ιδανική θερμική μηχανή Α, όπου η μια μεταβολή είναι αδιαβατική και η άλλη ισόθερμη. Δίνονται ότι p_Κ=12∙10⁵Ν/m², V_Κ=2L, Τ_Κ=400Κ, V_Λ=4L, ενώ για το αέριο γ=5/3. Να βρεθούν:

i) Η θερμότητα Q₁ που απορροφά το αέριο στη διάρκεια της ισοβαρούς θέρμανσης, καθώς και το έργο που παράγει σε κάθε κύκλο.

ii) Ο θερμοδυναμικός συντελεστής απόδοσης της θερμικής μηχανής.

iii) Μια μηχανή Carnot Β, λειτουργεί μεταξύ δύο δεξαμενών με θερμοκρασίες τη μέγιστη και την ελάχιστη που αποκτά το αέριο στη διάρκεια του παραπάνω κύκλου.

α) Ποιος ο συντελεστής απόδοσης της Β μηχανής;

β)  Πόσο έργο μπορεί να παράγει σε κάθε κύκλο η μηχανή Β αν απορροφά ίσο ποσό θερμότητας Q₁ από τη δεξαμενή υψηλής θερμοκρασίας;

γ) Αν μια άλλη μηχανή Carnot Γ λειτουργούσε με θερμοκρασία θερμής δεξαμενής Τ_h,2=500Κ και Τ_c=400Κ, απορροφώντας επίσης θερμότητα Q₁, ποιες θα ήταν οι αντίστοιχες απαντήσεις;

vi) Να σχολιαστούν τα αποτελέσματα που βρέθηκαν για τη λειτουργία των τριών παραπάνω θερμικών μηχανών.

Δίνεται ℓn2≈0,7.

Απάντηση:

ή

Τρεις θερμικές μηχανές και τα έργα τους…

Τρεις θερμικές μηχανές και τα έργα τους…