1. Характерные точки цикла обратимого цикла Карно для рабочего тела массой m при температурах верхнего и нижнего

Хорошо, давайте начнем с построения цикла на PV-диаграмме.

PV-диаграмма представляет собой график, на котором по оси абсцисс откладывается давление (P), а по оси ординат - объем (V). Чтобы построить цикл Карно на PV-диаграмме, нам сначала понадобятся начальные и конечные состояния рабочего тела.

Исходя из данных, предоставленных в таблице, начальное состояние рабочего тела (точка 1) может быть описано следующим образом:

Давление: \( P_1 = 2,2 \) МПа
Температура: \( T_i = 725 \) °C
Объем: не предоставлен

Конечное состояние рабочего тела (точка 2) в таблице описано так:

Давление: \( P_2 = 245 \) кПа
Температура: не предоставлено
Объем: не предоставлен

Поскольку вторая точка находится на P-оси, мы можем предположить, что объем в этом случае будет нулевым.

Теперь, имея начальное и конечное состояние, мы можем нарисовать процесс расширения и стискивания на PV-диаграмме. Поскольку рабочее тело является обратимым циклом Карно, процесс расширения и стискивания будет состоять из двух адиабатических и двух изотермических процессов.

Чтобы построить PV-диаграмму цикла Карно, нужно учесть следующие шаги:

1. Рисуем горизонтальную прямую линию (изотерма) от начальной точки 1 до конечной точки 2. Эта линия представляет первый изотермический процесс.

2. Рисуем вертикальную прямую линию (адиабата) от точки 2 до некоторого точки 3 на графике. Это адиабатический процесс.

3. Рисуем горизонтальную линию (изотерма) от точки 3 до некоторой точки 4 на графике. Это второй изотермический процесс.

4. Наконец, рисуем вертикальную линию (адиабата) от точки 4 до начальной точки 1 на графике.

Теперь, когда у нас есть ПВ-диаграмма цикла Карно, мы можем перейти к расчету характеристик цикла.

Для начала, чтобы вычислить характерные точки цикла Карно, нам понадобятся температуры верхнего и нижнего источников тепла, \( T_1 \) и \( T_2 \), соответственно.

В нашем случае, \( T_1 = 18 \) °C и \( T_2 = 1 \) °C.

Характерные точки цикла обратимого цикла Карно определяются следующим образом:

1. Точка 1 (P1, V1, T1) - начальное состояние
2. Точка 2 (P2, V2, T2) - конечное состояние
3. Точка 3 (P2, V3, T1) - конечное состояние по изотерме (процесс охлаждения)
4. Точка 4 (P1, V4, T1) - конечное состояние по изотерме (процесс нагревания)

Теперь, имея характерные точки, мы можем рассчитать работу \( L_c \) цикла Карно, количество подведенной и отведенной теплоты \( Q_2 \), а также тепловую эффективность цикла.

Работа цикла \( L_c \) рассчитывается как разность между теплом, подведенным в процессе нагревания, и теплом, отведенным в процессе охлаждения:

\[ L_c = Q_1 - Q_2 \]

Где \( Q_1 \) - количество подведенной теплоты в цикле, а \( Q_2 \) - количество отведенной теплоты.

Количество подведенной теплоты \( Q_1 \) может быть рассчитано по формуле Карно:

\[ Q_1 = T_1(S_2 - S_1) \]

Где \( S_1 \) и \( S_2 \) - энтропии начального и конечного состояний соответственно.

Количество отведенной теплоты \( Q_2 \) в процессе охлаждения может быть рассчитано по следующей формуле:

\[ Q_2 = T_2(S_3 - S_4) \]

Где \( S_3 \) и \( S_4 \) - энтропии конечных состояний по изотерме.

Тепловая эффективность (термический КПД) цикла Карно вычисляется как отношение работы цикла к количеству подведенной теплоты:

\[ \eta = \frac{L_c}{Q_1} \]

С учетом всех данных, предоставленных в задаче и нашего ранее полученного графика PV-диаграммы, мы можем рассчитать характерные точки цикла, работу цикла, количество подведенной и отведенной теплоты и тепловую эффективность цикла Карно. Вам нужно только выполнить необходимые вычисления, используя предоставленные формулы.