Решение.
Покажем цикл в координатах р – Т (рис. 1), Перерисуем данный цикл в координатах р – V (рис. 2).
Гелий одноатомный газ, считаем его идеальным, масса газа за цикл не меняется.
Рассмотрим участок 1 → 2. На данном участке выполняется соотношение:\[ \frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}}=const. \]
Данный процесс изохорный. Для изохорного процесса изменение внутренней энергии определяется по формуле:\[ \Delta U=\frac{3}{2}\cdot \frac{m}{M}\cdot R\cdot ({{T}_{2}}-{{T}_{1}})\ \ \ (1). \]
R = 8,31 Дж/моль∙К – универсальная газовая постоянная, М – малярная масса гелия, М (Не) = 4 ∙10-3 кг/моль.
∆U12 = 93487 Дж.
Рассмотрим участок 2 → 3. Изотермический процесс:
Т = соnst , ∆U23 = 0 (2).
Рассмотрим участок 3 → 1. Изобарный процесс, р = соnst : \[ \Delta U=\frac{3}{2}\cdot {{A}_{13}},\ {{A}_{13}}=\frac{m}{M}\cdot R\cdot ({{T}_{1}}-{{T}_{3}}),\ \Delta U=\frac{3}{2}\cdot \frac{m}{M}\cdot R\cdot ({{T}_{1}}-{{T}_{3}})\ \ \ (3). \]
∆U13 = -93487 Дж.