ID: 00025753
Температуру нагревателя тепловой машины Карно понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. КПД тепловой машины Работа газа за цикл
Источник: ФИПИ
Тепловая машина Карно работает между нагревателем и холодильником. По условию температуру нагревателя понизили, температуру холодильника оставили прежней, а количество теплоты Q₂, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось.
КПД цикла Карно $\eta=1-\dfrac{T_2}{T_1}$. Холодильник T₂ не менялся, а нагреватель T₁ уменьшился — значит, дробь T₂/T₁ выросла, и КПД η уменьшился.
Работу газа за цикл можно выразить как $A=Q_1-Q_2$, а из формулы $\eta=1-Q_2/Q_1$ следует $Q_1=\dfrac{Q_2}{1-\eta}$. Раз Q₂ не изменилось, а η уменьшился, знаменатель $1-\eta$ вырос — значит, $Q_1$ уменьшилось. Тогда и работа $A=Q_1-Q_2$ тоже уменьшилась, ведь Q₁ стало меньше, а Q₂ осталось тем же.
Итого: КПД тепловой машины уменьшился, работа газа за цикл тоже уменьшилась.