Решение. Изобразим цикл Карно на рис

Изобразим цикл Карно на рис. 22.10, по условию.

Мощность

,

где А – работа, совершенная воздухом за один цикл.

В процессе 1 - 2 рабочее тело получает тепло от нагревателя и совершает работу, так как это процесс изотермический, то

КПД цикла Карно:

отсюда

Из уравнения Пуассона можно найти отношение

но так как где

Воздух - смесь в основном двухатомных газов, поэтому

Тогда

;

;

;

Вт = 6, 2 ^. Вт.

Ответ: N = 6, 2 ^. 10⁵ Вт.

Задача 4. 6, 6 г водорода расширяются изобарически до удвоения объема. Найти изменение энтропии при этом расширении. Построить график зависимости S от T.

Дано: Решение

р = const

т = 6, 6 кг

m = 2

D S -?

Из первого начала термодинамики для изобарного процесса (р = const) получим количество теплоты :

, ,

где

Работа (это следует из уравнения состояния идеального газа; ).

Тогда

Интегрируя, получаем

Для изобарного процесса

Тогда

По условию

Вычислим D S:

.

Вывод: Энтропия при изобарном расширении водорода увеличилась , следовательно, процесс необратим, самопроизвольно сжиматься газ не может. Энтропия указывает направление процесса.

Задача 5. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении водорода т = 6 г в пределах 10⁵…0, 5 ^.10⁵ Па. Построить график зависимости S от р и S от V.

Дано:

T = const

m = 6 ^. кг

m = 2 ^.

= Па

Па

R = 8, 31

D S -?