Задание № 20 · ОГЭ

Цикл работы тепловой машины

Последовательность процессов, возвращающая рабочее тело в исходное состояние

2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Цикл работы тепловой машины — это последовательность тепловых и механических процессов, после которой рабочее тело возвращается в исходное состояние. За цикл машина получает теплоту от нагревателя, совершает работу и передаёт часть теплоты холодильнику.

Цикл работы тепловой машиныСлово «цикл» происходит от греческого kyklos — «круг», «круговорот».

Замкнутая последовательность изменений состояния рабочего тела в тепловой машине, в конце которой давление, объём и температура рабочего тела становятся такими же, как в начале цикла. За один цикл рабочее тело может совершить полезную работу, хотя его внутренняя энергия в итоге не изменяется.

Цикл состоит из отдельных процессов: расширения и сжатия, нагревания и охлаждения. Обычно рабочее тело получает количество теплоты \(Q_1\) от нагревателя, совершает работу \(A\) и отдаёт холодильнику количество теплоты \(Q_2\). В реальной машине эти процессы могут проходить с потерями и необратимостью.

\[A = Q_1 - Q_2\]1

Формула следует из первого закона термодинамики. За полный цикл изменение внутренней энергии равно нулю: рабочее тело возвращается к начальному состоянию. Поэтому полезная работа равна разности полученной и отданной теплоты. Для двигателя, работающего циклически, \(Q_1>Q_2\), поэтому \(A>0\).

№

Пример цикла

В цилиндре находится газ — рабочее тело. Сначала газ получает теплоту от нагревателя и расширяется, толкая поршень. Затем газ охлаждается, отдавая теплоту холодильнику, и сжимается так, чтобы вернуться к начальному объёму и давлению. После этого цикл можно повторить.

Не путайте

Цикл работы — не один отдельный процесс и не просто движение поршня. Это замкнутая последовательность процессов. Термодинамический цикл является более общим понятием: он может описывать любое циклическое изменение состояния системы, а цикл тепловой машины связан именно с получением работы за счёт передачи теплоты.

Проверьте себя

Почему изменение внутренней энергии рабочего тела за полный цикл равно нулю?

Главное за минуту

Главное

Цикл работы тепловой машины — замкнутая последовательность процессов с возвращением рабочего тела в исходное состояние.
За цикл машина получает теплоту \(Q_1\), отдаёт теплоту \(Q_2\) и совершает работу \(A=Q_1-Q_2\).
Возвращение в исходное состояние означает, что изменение внутренней энергии за цикл равно нулю.