Logo
Logo

Трапеция лорда Кельвина

Разбалловка

1  ?? Пользуясь только циркулем и линейкой без делений, восстановите положения координатных осей $pV$.

Примечание: Описывать построение параллельных и перпендикулярных прямых, проходящих через заданную точку, деление отрезка пополам и подобные стандартные геометрические процедуры не обязательно.

1 Указано (используется в решении), что линейный процесс с постоянной теплоёмкостью может быть изобарой или изохорой. 0.50
2 Указано, что процесс $p=\alpha V$ является линейным процессом с постоянной теплоёмкостью. 1.00
3 Указано, что теплоёмкость газа в процессе $p=\alpha V$ равна (любой вариант или эквивалентная формула):
$$C=\cfrac{c_p+C_V}{2}=C_V+\cfrac{\nu R}{2}=3\nu R{.}
$$
1.00
4 В решении содержится утверждение, что других линейных процессов с постоянной теплоёмкостью нет. 0.50
5 Доказано утверждение, что других линейных процессов с постоянной теплоёмкостью нет. 1.00
6 Сделан вывод, что процессы $bc$ и $da$ являются изобарными. 1.00
7 Указано, что продолжения отрезков $ab$ и $cd$ пересекаются в начале координат. 0.50
8
Правильно восстановлены положения координатных осей $p$ и $V$ (по $0{,}5$ балла за каждую)
2 × 0.50
2  ?? Определите температуры $T_a$, $T_b$, $T_c$, $T_d$ в точках $a$, $b$, $c$, $d$ соответственно.

1 Обоснованно получены ответы для $T_b$ и $T_d$:
$$T_b=T_d=200~\text{К}{.}
$$
0.50
2 Обоснованно получен ответ для $T_a$:
$$T_a=400~\text{К}{.}
$$
0.50
3 Получено соотношение:
$$T_b\cdot{T_d}=T_a\cdot{T_c}
$$или эквивалентное ему.
1.00
4 Получен ответ для $T_c$:
$$T_c=100~\text{К}{.}
$$
0.50
3  ?? Найдите КПД цикла $\eta$.

1 Записана формула для КПД цикла $\eta$:
$$\eta=1-\cfrac{Q_-}{Q_+}=\cfrac{A}{Q_+}=\cfrac{A}{A+Q_-}
$$
0.50
2 Получены правильные формулы для любых двух из трёх величин (любой вариант или эквивалентная формула):
$$Q_+=C(T_d-T_c)+C_p(T_a-T_d)=\cfrac{\nu R(7T_a-6T_c-T_d)}{2}
$$$$Q_-=C(T_a-T_b)+C_p(T_b-T_c)=\cfrac{\nu R(6T_a+T_b-7T_c)}{2}
$$$$A=\cfrac{\nu R(T_a+T_c-T_b-T_d)}{2}
$$
2 × 0.50
3 Получены правильная формула для КПД (любой вариант или эквивалентная формула):
$$\eta=\cfrac{T_a+T_c-T_b-T_d}{7T_a-6T_c-T_d}=\cfrac{T_1-T_2}{7T_1+6T_2}
$$
1.00
4 Получен правильный численный ответ для $\eta$:
$$\eta =0{,}05
$$
0.50
5 Примечание: при использовании формул для $C_p$ и $C_V$ не для двухатомного газа пункты $3.3$ и $3.4$ оцениваются в $0$ баллов, а остальные пункты оцениваются в полный балл при правильных вычислениях.