Эффект Джоуля-Томсона

Рис.10

2.7. Определить КПД цикла, изображенного на рис.11. Переход 2-1 адиабата. Известны V₁, V₂, T₁ и C_v=const.

Рис.12

Рис.11

2.8. Найти КПД четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Считать, что смесь воздуха и бензина, и воздуха с продуктами сгорания с достаточной точностью ведет себя как идеальный газ с показателем адиабаты γ. Двигатель работает по циклу Отто (рис.12), где 1-2 – адиабата, 2-3 – изохора, 5-6 – адиабата, 6-1 – изохора, т.к. в данном случае цикл идеальный, считаем, что 5 совпадает с 3, путь 3-4 совпадает с 4-5 и работа на 4-5 не совершается.

2.9. Тепловую машину, работавшую по циклу Карно с КПД η=10%, используют при тех же тепловых резервуарах как холодильную машину. Найти ее коэффициент использования энергии.

где– поправка на давление, т.е. дополнительное «внутреннее» давление за счет взаимного притяжения; b – поправка на объем молекул, учитывающая силы отталкивания.

Наиболее содержательные результаты получаются из уравнения Ван-дер-Ваальса путем анализа его изотерм. Если в уравнении (19) принять Т = const, то изотерма этого уравнения в плоскости p, V пересекается прямой линией p = const либо в одной точке, либо в трех точках (рис.18). При Т< T_кр изотермы имеют три точки пересечения с прямой p = const, при некоторой промежуточной температуре Т_кр три корня V_1, V₂, V₃ становятся равными.

Рис.18

Такая температура и соответствующая ей изотерма называются критическими. Критическая изотерма всюду монотонно опускается вниз, за исключением одной точки – критической.

Соответствующие этой точке давление p_k, объем V_k и температура T_k также называются критическими.