Используем уравнение состояния идеального газа: pV = nRT, где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
В цикле показаны два изобарных (p1 = p2) процесса (AB и CD) и два изохорных (BC и DA) процесса.
Для процессов AB и CD справедливо pV = nRT, следовательно, p1V1 = nRT1 и p2V2 = nRT4.
Также, для изохорных процессов BC и DA справедливо V = nRT, поэтому V2 = nRT2 и V1 = nRT3.
Из рисунка видно, что T2 = T1 и T3 = T4.
Теперь мы можем записать уравнения для каждого процесса: AB: p1V1 = nRT1 BC: V2 = nRT2 CD: p2V2 = nRT4 DA: V1 = nRT3
Также из рисунка напрямую видно, что V1 = V2.
Подставим значения температур в уравнения: AB: p1V1 = nR(T1) BC: V2 = nR(T1) CD: p2V2 = nR(T4) DA: V1 = nR(T4)
В данной задаче нам даны p2/p1 = 6, T1 = 296 K и T4 = 387 K. Подставим эти значения в уравнения:
AB: p1V1 = nR(296) BC: V2 = nR(296) CD: 6p1V2 = nR(387) DA: V1 = nR(387)
Также из условия видно, что p1V1 = 19 кДж. Подставим это значение в уравнение AB:
19 = nR(296)
Теперь мы можем найти количество вещества, n:
n = 19 / [R(296)]
Ответ: количество вещества одноатомного идеального газа, который совершает работу 19 кДж за цикл, равно 19 / (R(296)). Отметим, что значение постоянной R может пригодиться для точного расчета.
