Как называются каждый из циклов этого процесса с идеальным газом в количестве 1 моль? Какие изменения происходят

Процесс с идеальным газом в количестве 1 моль может пройти через несколько циклов, включая цикл Карно, цикл Стерна-Диаманта, цикл Ранкина и цикл Брея-Аткина.

Цикл Карно является идеальным термодинамическим циклом, состоящим из двух изотермических и двух адиабатических процессов. Изотермические процессы происходят при постоянной температуре, а адиабатические процессы - при отсутствии теплообмена с окружающей средой. В цикле Карно газ расширяется из одного состояния в другое, совершая работу, а затем сжимается обратно в исходное состояние, поглощая работу. Уравнения, описывающие каждый из процессов в цикле Карно, следующие:

1. Изотермическое расширение: \(PV = nRT\), где \(P\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество вещества, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - абсолютная температура.
2. Адиабатическое расширение: \(PV^\gamma = \text{const}\), где \(\gamma\) - показатель адиабаты.

Цикл Стерна-Диаманта состоит из двух изохорических и двух изотермических процессов. В данном цикле газ сначала поглощает тепло при постоянном объеме и расширяется при постоянной температуре, а затем сжимается обратно и отдает тепло. Уравнения цикла Стерна-Диаманта таковы:

1. Изохорическое поглощение тепла: \(Q = nC_v\Delta T\), где \(Q\) - поглощенное тепло, \(C_v\) - удельная теплоемкость при постоянном объеме, \(\Delta T\) - изменение температуры.
2. Изотермическое расширение: \(PV = nRT\).
3. Изохорическое отдача тепла: \(Q = nC_v\Delta T\).

Цикл Ранкина представляет собой тепловой процесс, используемый в паровых турбинах, и состоит из двух изобарических и двух изоэнтропических процессов. Уравнения данного цикла:

1. Изобарическое нагревание: \(Q = nC_p\Delta T\), где \(Q\) - полученное тепло, \(C_p\) - удельная теплоемкость при постоянном давлении, \(\Delta T\) - изменение температуры.
2. Изоэнтропическое расширение: \(PV^\gamma = \text{const}\).

Цикл Брея-Аткина представляет собой газотурбинный или комбинированный цикл и состоит из трех изобарических процессов и одного изохорического процесса. Такие уравнения будут использоваться в данном цикле:

1. Изобарическое расширение: \(Q = nC_p\Delta T\).
2. Изохорическое понижение температуры: \(P_2 = P_1\frac{T_2}{T_1}\), где \(P_1\) и \(P_2\) - давления в начальном и конечном состояниях, \(T_1\) и \(T_2\) - температуры в начальном и конечном состояниях.

Чтобы изобразить процесс на координатной плоскости \(p-T\), можно использовать диаграмму Моллье, где по оси абсцисс откладывается температура, а по оси ординат - давление. На диаграмме будут представлены изотермы (кривые, на которых температура газа постоянна) и адиабаты (кривые, на которых удельная энтропия газа постоянна), соответствующие каждому из циклов.