Точка движется по внутренней стороне обруча, расположенного на гладкой горизонтальной плоскости, радиусом 31м. коэффициент трения между обручем и точкой f=0.3. начальная скорость точки 5 м/с. найти скорость точки через 20 секунд

КПД равен отношению работы газа к количеству теплоты от нагревателя, которое он получил за весь процесс:

○ η = Аг / Qн

• работа газа складывается из всех участков на диаграмме:

○ Аг = A12 + A23 + A31

• работу на процессе 1-2 найдем как площадь трапеции:

○ A12 = (P0 + 3P0)/2 * (3V0 - V0) = 4 P0V0

• работу на процессе 2-3 ищем аналогично:

○ А23 = 2P0 * (-V0) = -2 P0V0

• работу на процессе 3-1 ищем через площадь прямоугольника:

○ A31 = - P0V0

• соответственно, работа газа за цикл равна Аг = P0V0

• чтобы найти количество теплоты от нагревателя, нам нужно, во-первых, понять, на каких участках газ получает тепло

• газ получает тепло на участках 1-2 и 2-3 (на нем хоть и отрицательная работа, приращение внутренней энергии больше). таким образом:

○ Qн = Q12 + Q23

• количество теплоты в обоих процессах ищем по 1 закону термодинамики

○ Q12 = A12 + ΔU12 = 4 P0V0 + 1.5*ΔPΔV = 6 P0V0

○ Q23 = A23 + ΔU23 = - 2P0V0 + 1.5*ΔPΔV = P0V0

• следовательно, Qн = 7 P0V0

• и тогда КПД равен n = 1/7 ≈ 0.142 или 14.2%

Для того, чтобы промежутки на шкале между рисками были больше, необходимо:

1. Использовать жидкость с более высоким коэффициентом объемного теплового расширения.
Например, у ртути β = 18,1* 10⁻⁵ °С, а у спирта  β = 108*10⁻⁵ °С
То есть, при одной и той же площади поперечного сечения капилляра, одному мм при подъеме температуры на 1°С в ртутном термометре, будет соответствовать 6 мм при подъеме температуры на 1°С в спиртовом термометре.

2. Использовать в термометре капилляр с меньшей площадью поперечного сечения.
Действительно, при увеличении объема на 1 мм³ и сечении капилляра 1 мм² получим перемещение края жидкости на 1 мм. Если при том же увеличении объема жидкости уменьшить сечение капилляра в 2 раза, то край жидкости переместится на 2 мм