Задание № 22 · ОГЭ

Рабочее тело тепловой машины

Вещество, которое в тепловой машине превращает часть полученной теплоты в механическую работу
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Рабочее тело тепловой машины — вещество, которое получает теплоту от нагревателя, расширяется и совершает механическую работу, а затем передаёт часть оставшейся энергии холодильнику. Например, в двигателе внутреннего сгорания рабочим телом служат горячие газы.

Рабочее тело тепловой машиныТермин связан с тем, что именно это вещество выполняет механическую работу за счёт полученной энергии.
Вещество, совершающее круговой процесс в тепловой машине: получающее количество теплоты \(Q_1\) от нагревателя, совершающее работу \(A\) и отдающее количество теплоты \(Q_2\) холодильнику.

Рабочее тело является частью термодинамической системы. В разных машинах им могут быть газ, пар или смесь газов. В ходе работы меняются его давление, объём и температура. Обычно рабочее тело многократно проходит один и тот же цикл работы тепловой машины и возвращается в исходное состояние.

\(Q_1\)
количество теплоты от нагревателя
Дж
\(Q_2\)
количество теплоты холодильнику
Дж
\(A\)
работа рабочего тела
Дж
\(T\)
термодинамическая температура
К

Энергетический баланс

За цикл внутренняя энергия рабочего тела в начальном и конечном состояниях одинакова. Поэтому полученная теплота расходуется на совершение работы и передачу энергии холодильнику:

\[Q_1=A+Q_2\]

Отсюда работа рабочего тела равна \(A=Q_1-Q_2\). Чтобы машина совершала работу, необходимо, чтобы \(Q_1>Q_2\): часть энергии должна переходить в механическую работу.

№
Пример

Если рабочее тело получило от нагревателя \(Q_1=800\,\text{Дж}\) и отдало холодильнику \(Q_2=500\,\text{Дж}\), то его работа за цикл равна \(A=800-500=300\,\text{Дж}\).

!
Не путайте

Рабочее тело — не вся тепловая машина и не её нагреватель или холодильник. Нагреватель передаёт энергию, холодильник принимает её, а рабочее тело переносит энергию между ними и совершает работу.

Проверьте себя

Как изменится работа рабочего тела, если при неизменном \(Q_1\) количество теплоты \(Q_2\), отданное холодильнику, увеличится?

Главное за минуту

Главное

  • Рабочее тело получает теплоту от нагревателя, совершает работу и отдаёт часть энергии холодильнику.
  • Для одного цикла выполняется энергетический баланс \(Q_1=A+Q_2\), поэтому \(A=Q_1-Q_2\).
  • Рабочим телом могут быть газ, пар или смесь газов; оно не равно всей тепловой машине.