Номер 1, страница 114 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

1. Какой процесс называют круговым?

1. Какой процесс называют круговым?

Круговым процессом (или циклом) в термодинамике называют такой процесс, в результате которого система, пройдя через ряд состояний, возвращается в свое первоначальное состояние. Это означает, что все макроскопические параметры, описывающие состояние системы (такие как давление $P$, объем $V$, температура $T$ и внутренняя энергия $U$), в конце процесса принимают те же значения, что и в его начале.

Ключевой особенностью кругового процесса является то, что изменение внутренней энергии системы за один полный цикл равно нулю, так как внутренняя энергия является функцией состояния (зависит только от текущего состояния системы, а не от пути, которым она в это состояние пришла):

$\Delta U_{цикл} = U_{конечное} - U_{начальное} = 0$

Согласно первому закону термодинамики, который записывается в виде $\Delta U = Q - A$, где $Q$ – количество теплоты, полученное системой, а $A$ – работа, совершенная системой, для кругового процесса это уравнение принимает вид:

$0 = Q_{цикл} - A_{цикл}$

Отсюда следует, что работа, совершенная системой за цикл, равна полному количеству теплоты, полученному системой за этот цикл:

$A_{цикл} = Q_{цикл}$

На практике это означает, что система совершает работу за счет полученной извне теплоты. Полное количество теплоты за цикл $Q_{цикл}$ представляет собой разность между теплотой, полученной от более горячего тела (нагревателя), $Q_{нагр}$, и теплотой, отданной более холодному телу (холодильнику), $|Q_{хол}|$.

$A_{цикл} = Q_{нагр} - |Q_{хол}|$

Графически на диаграмме в координатах $P-V$ (давление-объем) круговой процесс изображается замкнутой кривой. Площадь, ограниченная этой кривой, численно равна работе, совершенной за цикл. Направление обхода контура имеет важное значение:

• Если цикл проходится по часовой стрелке, то работа системы положительна ($A_{цикл} > 0$). Такие циклы лежат в основе работы тепловых двигателей.
• Если цикл проходится против часовой стрелки, то работа системы отрицательна ($A_{цикл} < 0$), то есть над системой совершается работа. Такие циклы описывают работу холодильных машин и тепловых насосов.

Примерами известных круговых процессов являются цикл Карно, цикл Отто, цикл Дизеля и цикл Ренкина.

Ответ: Круговым процессом (циклом) называют термодинамический процесс, в результате которого система возвращается в исходное состояние. Главной особенностью такого процесса является то, что изменение внутренней энергии системы за цикл равно нулю, а совершенная системой работа равна количеству подведенной к ней теплоты.