Vízszintes, hőszigetelt, mindkét végén zárt hengert $A$ keresztmetszetű, súrlódásmentesen mozgó, vékony dugattyú oszt ketté. A bal oldali részben $p_0$ nyomású, $V_0$ térfogatú, kétatomos ideális gáz, a jobb oldali részben vákuum van. A dugattyút a henger jobb oldali végével rugó köti össze, melynek nyújtatlan hossza a henger hosszával egyenlő. (A rugó összenyomáskor is erőt fejt ki, ami arányos a rugó hosszváltozásával.) Egy beépített fűtőszál segítségével, lassú melegítéssel a gáz Kelvin‑skálán mért hőmérsékletét 4‑szeresére növeljük.
($p_0=10\ \mathrm{kPa},$ $V_0=1\ \mathrm{dm^3},$ $A=1\ \mathrm{dm^2}.$ A henger és a dugattyú hőkapacitásától tekintsünk el!)
a) Ábrázold a gáz nyomását a térfogata függvényében!
b) Menyi munkát végez a táguló gáz?
$\Delta E_{\mathrm{r}}=150\ \mathrm{J}$
c) Milyen hatásfokkal működik a berendezés, ha a rugó összenyomása a célunk?
(Kotek László, Pécs)
$\eta =0,9091$
Tehát a berendezés hatásfoka $90,91\%.$