Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изотерм и двух изохор. Найти КПД цикла, если КПД цикла Карно с тем же нагревателем и холодильником равен η =32,1%, а изменение внутренней энергии газа при изохорическом нагревании равно его работе при изотермическом расширении. Ответ в процентах округлить до трех значащих цифр и записать в предложенное поле. (Рабочее тело машины идеальный газ).

Для нахождения КПД цикла тепловой машины по известному КПД цикла Карно, можно воспользоваться формулой:

η = η_Карно * (1 - Q_хол / Q_наг),

где η - КПД цикла, η_Карно - КПД цикла Карно, Q_хол - количество тепла, поглощаемое холодильником, Q_наг - количество тепла, отдаваемое нагревателем.

Так как изменение внутренней энергии газа при изохорическом нагревании равно его работе при изотермическом расширении, то Q_наг = 2Q_изотерма и Q_хол = 2Q_изохора.

Тогда η = 0,321 * (1 - 2Q_изохора / 2Q_изотерма).

Так как работа при изотермическом расширении равна Q_изотерма, то Q_изотерма = W_изотерма.

Также, так как изменение внутренней энергии газа при изохорическом нагревании равно его работе при изотермическом расширении, то W_изохора = ΔU.

Тогда η = 0,321 * (1 - W_изохора / W_изотерма).

Таким образом, КПД цикла равен 32,1%.