Kvík sa rozhodol šetriť na energiách, a tak si do bytu zadovážil tepelné čerpadlo. A nie hocijaké. Našiel v stodole parný stroj z detstva a zrenovoval ho. To okrem iného zahŕňalo, že vodnú paru nahradil fotónovým plynom sťaby pracovným plynom tepelného čerpadla.
Kvíkovo tepelné čerpadlo funguje nasledovne: najskôr fotónový plyn izotermicky expanduje na štvornásobok svojho objemu, potom sa izochoricky zahrieva, následne sa izotermicky zmršťuje na svoj pôvodný objem, až nakoniec izochoricky chladne na počiatočnú teplotu. Nakreslite \(pV\) diagram pracovného cyklu Kvíkovho tepelného čerpadla a vypočítajte jeho účinnosť, ak pracuje medzi teplotami \(\SI{5}{\celsius}\) (vonkajšia teplota) a \(\SI{25}{\celsius}\) (teplota v byte). Porovnajte túto účinnosť s konvenčnejším tepelným čerpadlom pracujúcim podľa úplne rovnakého popisu a používajúcim ako pracovný plyn ideálny jednoatómový plyn.
Pojmom fotónový plyn nazývame fotóny uzatvorené v nejakom objeme. Dôvod je taký, že takýto zhluk fotónov má mnoho podobných vlastností, ako má ideálny plyn. Okrem iného mu možno priradiť stavové veličiny, ako sú tlak, objem a teplota, a taktiež preň možno písať stavovú rovnicu \[pV=bVT^4,\] kde \(b\) je nejaká konštanta. Zároveň výrazy na jednotlivých stranách stavovej rovnice napísanej v tomto tvare sú rovné tretine vnútornej energie fotónového plynu v tomto stave, čiže \[U=3pV.\]
Odovzdávanie
Na odovzdávanie sa musíš prihlásiť
Otázky a diskusia
Po skončení kola budete mať príležitosť na diskutovanie o riešeniach v diskusii pod vzorovým riešením.