ID: 00025791
Температуру нагревателя тепловой машины Карно повысили, 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 работает по циклу Карно. По условию температуру нагревателя повысили, температуру холодильника оставили прежней, а количество теплоты Q₂, отданное холодильнику за цикл, не изменилось.
КПД цикла Карно $\eta=1-\dfrac{T_2}{T_1}$. Холодильник T₂ не менялся, а нагреватель T₁ вырос — значит, дробь T₂/T₁ уменьшилась, и КПД η увеличился.
Работу газа за цикл можно выразить через теплоты: $A=Q_1-Q_2$, а из $\eta=1-Q_2/Q_1$ следует $Q_1=\dfrac{Q_2}{1-\eta}$. Раз Q₂ не изменилось, а η вырос, знаменатель $1-\eta$ уменьшился — значит, Q₁ увеличилось, а вместе с ним увеличилась и работа $A=Q_1-Q_2$.
Итого: КПД тепловой машины увеличился, работа газа за цикл тоже увеличилась.