ID: 00018089
Тепловой двигатель работает по циклу, график которого показан на рисунке в координатах p\text{–}V, где p — давление газа, V — его объём (см. рисунок). За цикл газ отдаёт холодильнику количество теплоты Q_{х}=6{,}5 кДж. Коэффициент полезного действия цикла равен \dfrac{4}{17}. Масса газа постоянна. Какую работу совершают над газом внешние силы на участке 3–4?

Источник: Сборник «Отличный Результат 2026»
КПД цикла связывает работу за цикл и тепло. Сначала найдём полезную работу за весь цикл A_{цикл}, а потом по геометрии графика выделим, сколько работы приходится на интересующий нас участок 3–4 (это участок, где газ сжимают, поэтому работу совершают именно внешние силы).
По определению КПД \eta=\dfrac{A_{цикл}}{Q_{н}}, а по закону сохранения энергии Q_{н}=A_{цикл}+Q_{х}. Отсюда A_{цикл}=\dfrac{\eta}{1-\eta}\,Q_{х}=\dfrac{4/17}{13/17}\cdot 6{,}5=2 кДж, при этом Q_{н}=8{,}5 кДж.
Работа на каждом участке — это площадь под соответствующим отрезком на p\text{–}V-диаграмме. Сложив работы по всем участкам и приравняв сумму к A_{цикл}, выделяем работу газа на 3–4; работа внешних сил противоположна ей по знаку. По геометрии цикла с рисунка получаем A_{внеш,\,3\text{-}4}=1 кДж.
Ответ: 1 кДж
Ответ: 1 кДж