题目
一个以理想气体为工作物质的热机 ,其循环过程如图所示,其中 bc 过程为绝热过程,则此热机的效率为η=( )(结果用,pI,p2,V1,(V)_(2)表示),pI,p2,V1,(V)_(2)
一个以理想气体为工作物质的热机 ,其循环过程如图所示,其中 bc 过程为绝热过程,则此热机的效率为η=( )
(结果用
表示)

题目解答
答案
a
b是定容升温过程,系统从外界吸热,其数值为:
Q1=vCv(TB-TA)=
(P2V1-P1V1)
B
C是绝热过程,系统与外界无热量交换。
C
A是定压压缩过程,系统向外界放热,其数值为:
Q2=vCp(Tc-TA)=
故循环效率为η=1-

解析
步骤 1:计算 a→b 过程中的吸热
a→b 过程是定容升温过程,系统从外界吸热,其数值为:
\[ Q_1 = vC_v(T_B - T_A) = \frac{i}{2}(P_2V_1 - P_1V_1) \]
步骤 2:计算 c→a 过程中的放热
c→a 过程是定压压缩过程,系统向外界放热,其数值为:
\[ Q_2 = vC_p(T_C - T_A) = \frac{i+2}{2}(P_1V_2 - P_1V_1) \]
步骤 3:计算循环效率
循环效率为:
\[ \eta = 1 - \frac{Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{\frac{i+2}{2}(P_1V_2 - P_1V_1)}{\frac{i}{2}(P_2V_1 - P_1V_1)} \]
a→b 过程是定容升温过程,系统从外界吸热,其数值为:
\[ Q_1 = vC_v(T_B - T_A) = \frac{i}{2}(P_2V_1 - P_1V_1) \]
步骤 2:计算 c→a 过程中的放热
c→a 过程是定压压缩过程,系统向外界放热,其数值为:
\[ Q_2 = vC_p(T_C - T_A) = \frac{i+2}{2}(P_1V_2 - P_1V_1) \]
步骤 3:计算循环效率
循环效率为:
\[ \eta = 1 - \frac{Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{\frac{i+2}{2}(P_1V_2 - P_1V_1)}{\frac{i}{2}(P_2V_1 - P_1V_1)} \]