Logo
Logo

Волновой электрогенератор

В 1964 был создан маяк, который получает электроэнергию исключительно за счёт волн. Строение его воздушной камеры в упрощённом виде показано на рисунке. За счёт движения воды вверх и вниз воздух засасывается внутрь, сжимается и затем проталкивается далее для того, чтобы вращать турбину электродвигателя. Когда уровень воды опускается, открывается клапан $K_2$ и закрывается $K_1$, после чего давление воздуха в камере равно $1.0\cdot10^5~\text{Па}$, его температура $7~{}^{\circ}C$, объём камеры $0.233~\text{м}^2$. Когда уровень воды поднимается, клапан $K_2$ закрывается, изолируя воздух в камере, после чего тот адиабатически сжимается. Как только его давление достигает значения $\sqrt{32}\cdot10^5~\text{Па}$, открывается клапан $K_1$, и поршень продолжает подниматься, пока весь воздух не перейдёт в рабочую камеру, его давление при этом остаётся почти неизменным.

1 Какую работу $A_0$ совершает воздух в таком цикле?

Массой поршня и его трением о стенку камеры можно пренебречь. Воздух считайте идеальным газом, для простоты принимаемым одноатомным.