Разберём задачу шаг за шагом.
1. Описание цикла
Цикл состоит из четырёх процессов:
- 1–2 — изобарное расширение при p1=pвыс;
- 2–3 — изохорное охлаждение;
- 3–4 — изобарное сжатие при p3=pниз=21pвыс;
- 4–1 — изохорное нагревание.
Значит, цикл изображается прямоугольником в координатах p–V.
2. Работа за цикл
Работа за цикл равна площади прямоугольника на диаграмме p–V:
A=(p1−p3)(V2−V1)
Поскольку p1=2p3, получаем:
A=(2p3−p3)(V2−V1)=p3(V2−V1)
3. Связи между температурами и давлениями
Для идеального газа pV=MmRT.
Из соотношений для изобар:
T1T2=V1V2(изобарное расширение)
Из изохор:
T1p1=T4p4⇒T1T4=p1p4
4. Определим температуры в точках
Пусть минимальная температура Tmin=T3=T4,
максимальная Tmax=T2=T1V1V2.
Также из соотношений по изохоре 2–3:
T2p2=T3p3⇒T2T3=p2p3=21.
Следовательно,
T2=2T3,T1=T4=T3.
5. После увеличения максимальной температуры на 10%
Пусть новая максимальная температура T2′=1.1T2=2.2T3.
Так как минимальная температура и объёмы не изменяются, при изобарном расширении 1–2:
T1T2′=V1V2′.
Но объёмы по условию не изменяются, значит, давление p1′ изменится:
p1′=V2nRT2′=1.1⋅V2nRT2=1.1p1.
Так как отношение давлений в два раза сохраняется, p3′=21p1′=1.1p3.
6. Работа в новом цикле
A′=(p1′−p3′)(V2−V1)=(1.1p1−1.1p3)(V2−V1)=1.1(p1−p3)(V2−V1)=1.1A.
✅ Ответ:
\boxed{\text{Работа за цикл увеличится в 1.1 раза (на 10%).}}
💡 Итог:
- Максимальная температура выросла на 10%;
- Давления на изобарах выросли также на 10%;
- Разность давлений, а значит и работа за цикл, увеличилась на 10%.