1. В течение определенного времени тепловой двигатель получил 4 МДж теплоты от нагревателя, а передал 3 МДж теплоты

Задача 1:

а) Для определения полезной работы, выполненной двигателем, мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что полезная работа равна разнице полученной и отданной теплоты. В данной задаче, двигатель получил 4 МДж теплоты от нагревателя и отдал 3 МДж теплоты охладителю. Следовательно, полезная работа равна разнице между этими двумя значениями:

\[ Полезная\ работа = Полученная\ теплота - Отданная\ теплота = 4 МДж - 3 МДж = 1 МДж \]

Ответ: Полезная работа, выполненная двигателем за это время, составляет 1 МДж.

б) КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы к полученной теплоте. Формула для вычисления КПД следующая:

\[ КПД = \frac{Полезная\ работа}{Полученная\ теплота} \times 100\% \]

В данной задаче полезная работа равна 1 МДж, а полученная теплота равна 4 МДж. Подставим эти значения в формулу для КПД:

\[ КПД = \frac{1 МДж}{4 МДж} \times 100\% = \frac{1}{4} \times 100\% = 25\% \]

Ответ: КПД этого двигателя составляет 25%.

в) Максимально возможный КПД теплового двигателя определяется по формуле Карно, которая учитывает только температуры нагревателя и охладителя. Формула для КПД по Карно следующая:

\[ КПД_{Карно} = 1 - \frac{Температура\ охладителя}{Температура\ нагревателя} \times 100\% \]

В данной задаче температура нагревателя составляет 1200 K, а температура охладителя равна 400 K. Подставим эти значения в формулу для КПД по Карно:

\[ КПД_{Карно} = 1 - \frac{400\ К}{1200\ К} \times 100\% = 1 - \frac{1}{3} \times 100\% = \frac{2}{3} \times 100\% = 66.67\% \]

Реальное значение КПД равно 25% (полученное в пункте б). Чтобы найти во сколько раз максимально возможный КПД превышает реальное значение, мы можем использовать следующее соотношение:

\[ Во\ сколько\ раз\ = \frac{КПД_{Карно}}{КПД_{реальное}} = \frac{66.67\%}{25\%} = 2.67 \]

Ответ: Максимально возможный КПД данного двигателя превышает его реальное значение в 2.67 раза.

Задача 2:

а) Чтобы определить, на каких этапах газ получал теплоту, нужно рассмотреть изменение давления газа в зависимости от объема на графике. Во время тех этапов, когда давление газа увеличивается при увеличении объема, газ получает теплоту.

На графике, если имеются участки, где график идет вверх (при увеличении объема), это означает, что во время этих этапов газ получает теплоту.

Ответ: Газ получал теплоту на тех этапах, где график идет вверх при увеличении объема.