Question

Температуру холодильника тепловой машины увеличили, оставив температуру нагревателя неизменной. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, остаётся прежним. Как изменились при этом КПД тепловой машины, количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, и работа газа за цикл?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

| КПД тепловой машины | Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл | Работа газа за цикл |
|---|---|---|
| | | |

Accepted Answer

212

Answer

Идея решения: применить формулы КПД и первый закон термодинамики для цикла, учитывая, что подведённая теплота фиксирована, а температура холодильника растёт.

Для теплового двигателя КПД определяется формулой:

$$\eta = 1 - \frac{T_{хол}}{T_{гор}}$$

где $T_{гор}$ — температура нагревателя, $T_{хол}$ — температура холодильника.

При увеличении $T_{хол}$ при неизменной $T_{гор}$ отношение $\frac{T_{хол}}{T_{гор}}$ возрастает, следовательно, КПД уменьшается.

Связь между теплотами и работой за цикл:

$$Q_{подв} = A + Q_{отд}$$

где $Q_{подв}$ — теплота, полученная от нагревателя, $A$ — работа газа, $Q_{отд}$ — теплота, отданная холодильнику.

Так как $Q_{подв}$ не изменилась, а КПД уменьшился:

$$\eta = \frac{A}{Q_{подв}}$$

При уменьшении КПД и постоянной $Q_{подв}$ работа газа $A$ уменьшается.

Из уравнения $Q_{отд} = Q_{подв} - A$ следует, что при уменьшении $A$ количество теплоты, отданное холодильнику, увеличивается.

Задание №10Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике