$1.$ 

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest zaznaczenie na wykresie pracy użytecznej wykonanej przez silnik cieplny w jednym cyklu. Pole pod prostą AB oraz pod krzywą BC odpowiada pracy wykonanej przez gaz podczas rozprężania, natomiast pole pod prostą CD przedstawia pracę wykonaną nad gazem podczas sprężania. Całkowita praca wykonana w jednym cyklu to różnica między pracą rozprężania a pracą sprężania. Na wykresie odpowiada temu pole ograniczone liniami przebiegu przemian - czyli pole zamknięte przez cykl.

 Odpowiedź:  

 

$2.$  

 Uzasadnienie: 

Naszym celem jest określenie rodzaju przemiany, jakiej podlega gaz na odcinku A-B. W tej przemianie ciśnienie pozostaje stałe, co oznacza, że jest to przemiana izobaryczna.

 Odpowiedź: 

Gaz podlega przemianie izobarycznej.

 

$3.$  

Dane:

$t_g=227^{\circ }\text{C}$, czyli $T_g=500\text{K}$

$t_{ch}=27^{\circ }\text{C}$, czyli $T_{ch}=300\text{K}$

Szukane:

$\eta =?$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest obliczenie teoretycznej sprawności silnika cieplnego. Sprawność cyklu Carnota ma postać:

$\eta =\frac{T_g-T_{ch}}{T_g}\cdot 100\%$

gdzie:

$\eta$ - sprawność cyklu Carnota,

$T_g$ - temperatura grzejnika (źródła ciepła), 

$T_{ch}$ - temperatura chłodnicy.

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

$\eta =\frac{500\text{K}-300\text{K}}{500\text{K}}\cdot 100\%=$

$=\frac{200\cancel{\text{K}}}{500\cancel{\text{K}}}\cdot 100\%=$

$=0,4\cdot 100\%=40\%$

Odpowiedź: Teoretyczna sprawność silnika wynosi 40%.