§ Обс Условие положительной работы за цикл
Предположите, при какой температуре рабочее тело (газ) следует возвращать в исходное состояние, чтобы работа за цикл была больше нуля.
Решение
В § сказано, что газ получает теплоту от нагревателя при температуре и при расширении совершает положительную работу. Чтобы начать следующий цикл, его нужно сжать и вернуть к исходному состоянию. При сжатии внешние силы совершают работу над газом, поэтому часть ранее полученной работы расходуется.
Если охлаждать газ перед сжатием до температуры , его давление при данном объёме станет меньше. Поэтому при обратном сжатии внешним силам потребуется меньшая работа, чем газ совершил при нагревании и расширении.
По первому закону за полный цикл , поскольку рабочее тело вернулось в исходное состояние. Следовательно, полезная работа равна разности полученной и отданной теплоты: при .
Итак, для положительной работы газ возвращают в исходное состояние через холодильник, температура которого ниже температуры нагревателя.
Ответ
Рабочее тело следует охлаждать до температуры холодильника , а затем сжимать и возвращать в начальное состояние.
