Двухатомный идеальный газ совершает цикл Карно. При адиабатическом расширении объем газа меняется от 12 л до 16 л. Найти к.п.д. цикла. Обязательно нарисовать график цикла.

Дано:
m=200 кг
h₁=1 м
h₂=5 м
g=10 м/c²
Найти:
Еп=? Дж
Решение
Найдём потенциальную энергию груза по формуле:
Еп=mgh, где
m - масса груза, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с²;
h - высота груза над поверхностью земли.

Высота груза, лежавшего на платформе, относительно земли равна h₁=1 метр. Затем груз подняли ещё на 5 метров: h₂=5 м. Высота груза относительно поверхности земли изменилась на:
Δh=h₂-h₁=5-1=4 (метра)

Тогда изменение потенциальной энергии равно:
Еп=mgΔh=200×10×4=2000×4=8000 (Дж)
ОТВЕТ: потенциальная энергия груза изменится на 8000 Дж.

или
Потенциальная энергия груза, находящегося на высоте 1 метр относительно земли равна:
Еп₁=mgh₁=200×10×1=2000 (Дж)

Потенциальная энергия груза, находящегося на высоте 5 метров относительно земли равна:
Еп₂=mgh₂=200×10×5=2000×5=10000 (Дж)

Потенциальная энергия изменится на:
Еп=Еп₂-Еп₁=10000-2000=8000 (Дж)
ОТВЕТ: потенциальная энергия груза изменится на 8000 Дж.