Treść:

Przeczytaj poniżej zamieszczony tekst.

Na rysunku 1 zaprezentowano cykl pracy pewnego silnika cieplnego.

Wyliczenie sprawności takiego silnika wiąże się z wcześniejszym obliczeniem pracy użytecznej wykonanej przez gaz w czasie jednego cyklu przy wykorzystaniu wykresu zależności p(V). Wykonana praca nad gazem lub przez gaz jest równa polu powierzchni figur zakreślonych na rysunkach 2 i 3.

Praca użyteczna jest równa różnicy pracy wykonanej przez gaz i pracy wykonanej przez siły zewnętrzne. Wykorzystaj zamieszczone informacje i oblicz pracę użyteczną wykonaną przez gaz w czasie jednego cyklu oraz sprawność silnika spalinowego, którego uproszczony cykl pracy przedstawiono na wykresie 4. Podczas jednego cyklu pracy silnik pobiera 1200 J ciepła.

---

Rozwiązanie:

Najpierw obliczamy pracę wykonaną przez gaz, która jest równa polu powierzchni:

${\text{W}}_1=\frac{1}{2}\cdot \left(4,5\cdot {10}^6\text{Pa}+1\cdot {10}^6\text{Pa}\right)\cdot 4\cdot {10}^{-4}{\text{m}}^3$  

${\text{W}}_1=1100\text{J}$  

Następnie obliczamy pracę wykonaną przez siły zewnętrzne: