Каково рабочее вещество в тепловом двигателе? Какие процессы включает в себя цикл двигателя? Каковы изменения

Рабочее вещество в тепловом двигателе является веществом, которое принимает тепло и выполняет работу. Одним из наиболее распространенных рабочих веществ является воздух.

Цикл двигателя включает в себя несколько процессов: процесс сжатия, процесс нагрева, процесс расширения и процесс охлаждения.

Процесс сжатия происходит, когда рабочее вещество сжимается и его объем уменьшается. В этом процессе температура вещества растет, а давление увеличивается.

Процесс нагрева начинается сразу после сжатия. В этом процессе рабочее вещество получает тепло от некоторого источника, что приводит к дальнейшему увеличению его температуры и давления.

Процесс расширения начинается после процесса нагрева. В этом процессе рабочее вещество расширяется, его объем увеличивается, и при этом делает работу, которая может быть использована, например, для привода автомобиля или генерации электричества. В этом процессе температура вещества падает, а давление уменьшается.

Процесс охлаждения следует за расширением. В этом процессе рабочее вещество охлаждается, его температура и давление снижаются.

Начальная температура, данная в задаче, будет зависеть от конкретной постановки задачи. Она может быть явно указана или требоваться ее расчет.

График цикла в координатах P-V (давление-объем) может быть построен путем отображения зависимости давления и объема рабочего вещества на протяжении всего цикла двигателя.

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя можно определить как отношение работы, совершенной двигателем, к полученному из него количеству теплоты. Математически выражается следующим образом:

\[\text{КПД} = \frac{\text{работа}}{\text{теплота}}\]

Где работа - выполняемая двигателем работа, а теплота - полученное двигателем количество теплоты.

Это лишь общее описание и объяснение рабочего вещества, цикла двигателя, изменений температуры и давления в каждом процессе, начальной температуры, возможности построения графика цикла в координатах P-V и определения КПД теплового двигателя. В конкретных задачах могут быть даны дополнительные условия, которые позволят более точно определить ответы на эти вопросы.