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
