Question

[Hoàng Đức Long]

Chu trình hoạt động của một động cơ nhiệt như hình vẽ: Biết tác nhân là một khối khí lí tưởng đơn nguyên tử. Hiệu suất của động cơ nhiệt là:

A. 20%

B. 16%

C. 17,8%

D. 26%

Answer 1

[Vũ Thành Nam]

Ta có:

Quá trình 1→2: đẳng tích:

Theo định luật Sáclơ, ta có:

p 1 T 1 = p 2 T 2 → T 2 = p 1 p 2 T 1 = 4 T 1

A 12 = 0 → Q 12 = Δ U 12 = 1 , 5 m M R T 2 − T 1 = 4 , 5. m M R T 1

Nhận thấy: Q 12 > 0 → khí nhận nhiệt bằng Q 12

Quá trình 2→3: đẳng áp

Ta có:  V 2 T 2 = V 3 T 3

→ T 3 = V 3 V 2 T 2 = 4 T 2 = 16 T 1

A 23 = p 2 V 3 − V 2 = 4 p 0 4 V 0 − V 0 = 12 p 0 V 0 = 12 m M R T 1

Nhiệt lượng mà khí nhận được:

Q23=ΔU23+A23=30mMRT1Q23

=ΔU23+A23=30mMRT1

Quá trình 3→4: đẳng tích:

Ta có: p 3 T 3 = p 4 T 4

→ T 4 = p 4 p 3 T 3 = T 3 4 = 4 T 1

A 34 = 0 → Q 34 = 1 , 5 m M R T 4 − T 3 = − 18 m M R T 1

Q 34 < 0 → khí tỏa nhiệt bằng  Q 34

Quá trình 4→1: đẳng áp:

A 41 = p 1 V 1 − V 4 = p 0 V 0 − 4 V 0 = − 3 p 0 V 0 = − 3 m M R T 1

Δ U 41 = 1 , 5 m M R T 1 − T 4 = − 4 , 5 m M R T 1

Q 41 = A 41 + Q 41 = − 7 , 5 m M R T 1

Q 41 < 0 → khí tỏa nhiệt bằng  Q 41

Tổng nhiệt lượng khí nhận trong một chu trình:

Q 1 = Q 12 + Q 23 = 34 , 5 m M R T 1

Tổng nhiệt lượng khí tỏa ra trong một chu trình:

Q 2 = Q 34 + Q 41 = 25 , 5 m M R T 1

Hiệu suất của động cơ:

H = Q 1 − Q 2 Q 1 = 34 , 5 − 25 , 5 34 , 5 ≈ 0 , 26 = 26 %

Đáp án: D