Logo
Logo

1A

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.

1  3.00 Постройте на диаграмме $(P, V)$ схематически цикл данной машины и найдите ее КПД.

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 $P=at−b$, где $a=4.85~кПа/К$, $b=384~кПа$, $t$ — температура в градусах Цельсия.