Chu trình hoạt động của một động cơ nhiệt như hình vẽ: Biết tác nhân là một khối khí lí tưởng đơn nguyên tử. Hiệu suất của động cơ nhiệt là:

Ta có:

Quá trình 1→2: đẳng tích:

Theo định luật Sáclơ, ta có:

p1T1=p2T2→T2=p1p2T1=4T1

A12=0→Q12=ΔU12=1,5mMRT2−T1=4,5.mMRT1

Nhận thấy: Q12>0→khí nhận nhiệt bằng Q12

Quá trình 2→3: đẳng áp

Ta có: V2T2=V3T3

→T3=V3V2T2=4T2=16T1

A23=p2V3−V2=4p04V0−V0=12p0V0=12mMRT1

Nhiệt lượng mà khí nhận được:

Q₂₃ = ΔU₂₃ + A₂₃ = 30mMRT1Q₂₃

=ΔU23+A23=30mMRT1

Quá trình 3→4: đẳng tích:

Ta có:p3T3=p4T4

→T4=p4p3T3=T34=4T1

A34=0→Q34=1,5mMRT4−T3=−18mMRT1

Q34<0→khí tỏa nhiệt bằng Q34

Quá trình 4→1: đẳng áp:

A41=p1V1−V4=p0V0−4V0=−3p0V0=−3mMRT1

ΔU41=1,5mMRT1−T4=−4,5mMRT1

Q41=A41+Q41=−7,5mMRT1

Q41<0→khí tỏa nhiệt bằng Q41

Tổng nhiệt lượng khí nhận trong một chu trình:

Q1=Q12+Q23=34,5mMRT1

Tổng nhiệt lượng khí tỏa ra trong một chu trình:

Q2=Q34+Q41=25,5mMRT1

Hiệu suất của động cơ:

H=Q1−Q2Q1=34,5−25,534,5≈0,26=26%

Đáp án: D