Номер 4, страница 97 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

4. Что называют круговым процессом, или циклом?

4. Что называют круговым процессом, или циклом?

Круговым процессом, или термодинамическим циклом, называют такую последовательность изменений состояния термодинамической системы (например, газа), в результате которой система возвращается в свое первоначальное (исходное) состояние. Поскольку начальное и конечное состояния системы совпадают, то все параметры состояния (давление $p$, объем $V$, температура $T$, внутренняя энергия $U$) принимают свои первоначальные значения.

Ключевой особенностью любого цикла является то, что полное изменение внутренней энергии системы за один цикл равно нулю: $\Delta U_{цикл} = 0$. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты $Q$, сообщенное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$: $Q = \Delta U + A$. Для цикла это уравнение принимает вид $Q_{цикл} = A_{цикл}$.

Это означает, что работа $A$, совершаемая системой за цикл, равна полному (или полученному) количеству теплоты $Q_{цикл}$. Полное количество теплоты, в свою очередь, представляет собой разность между количеством теплоты $Q_1$, полученным от более горячего тела (нагревателя), и количеством теплоты $|Q_2|$, отданным более холодному телу (холодильнику): $A_{цикл} = Q_1 - |Q_2|$.

Графически на диаграмме в координатах $(p, V)$ круговой процесс изображается в виде замкнутой кривой. Работа, совершаемая газом за цикл, численно равна площади фигуры, ограниченной этой кривой. Если цикл проходится по часовой стрелке, то работа системы положительна ($A > 0$), и такой цикл используется в тепловых двигателях для преобразования теплоты в работу. Если цикл проходится против часовой стрелки, работа системы отрицательна ($A < 0$), что означает, что работа совершается над системой. Такие циклы лежат в основе работы холодильных машин и тепловых насосов.

Ответ: Круговой процесс (или цикл) — это термодинамический процесс, в ходе которого система, пройдя через ряд последовательных состояний, возвращается в свое первоначальное состояние.