ГЛАВА 21. РАБОТА ГАЗА В ЦИКЛИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

При этом для работы газа существует «наглядный» метод вычисления, который значительно упрощает такой анализ - нахождение площади фигуры под графиком процесса в координатах p - V. Давайте рассмотрим этот метод в применении к ряду циклических процессов.

Пример 21.2. На рис. 21.3 в координатах «объем-абсолютная температура» изображены графики двух циклических процессов 1-2-3-1 и 4-3-2-4, происходящих с идеальным газом. В каком из этих циклических процессов газ совершает бо́льшую работу?

Решение. Для того чтобы сравнить работы газов в данных процессах построим для них графики зависимости давления от объема (именно на таком графике работа имеет смысл площади под графиком).

Рис. 21.4

Процесс 1-2-3-1 состоит из изохорического нагревания 1-2, изотермического расширения 2-3 и изобарического сжатия 3-1 (последнее следует из того, что график процесса 3-1 на графике V − T  - прямая, продолжение которой проходит через начало координат). График процесса 1-2-3-1 в координатах p − V показан на рис. 21.4а. Процесс 4-3-2-4 состоит из изохорического охлаждения 4-3, изотермического сжатия 3-2 (этот процесс является обратным процессу 2-3 в первом цикле) и изобарического расширения 2-4 (поскольку продолжение прямой, описывающей этот процесс на графике V − T, проходит через начало координат). График процесса 4-3-2-4 в координатах p − V показан на рис. 21.4, б.