Паровая машина состоит из вертикального цилиндрического сосуда, в котором может двигаться без трения поршень. В сосуде находится вода, внутри которой расположен электрический нагреватель. Цикл паровой машины состоит из 4 этапов, показанных на рисунке:

1. На поршне находится груз, включают нагреватель, вода кипит, пар поднимает поршень с грузом.
2. После того, как поршень поднялся на некоторую высоту, груз быстро снимают и выключают нагреватель.
3. Пар под поршнем остывает и конденсируется, поршень медленно опускается.
4. После того как поршень опустился на определенную высоту, на него снова кладут груз.

Атмосферное давление $P_0=1.0\cdot 10^5~Па$, масса поршня $M=2.0~кг$, его площадь $S=10~см^2$, масса груза $m=1.0~кг$. Ускорение свободного падения $g=9.8~м/с^2$. Считайте, что под поршнем находится только водяной пар. Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры в рассматриваемом диапазоне описывается функцией приближенной функцией $P=at^\circ-b$, где, $a=4.85~кПа/К$, $b=384~кПа$, $t^\circ$ — температура в градусах Цельсия.

1  ^2.50 Нарисуйте схематический график циклического процесса в координатах $(P, V)$.

2  ^1.50 Рассчитайте коэффициент полезного действия описанной тепловой машины.