10 Температуру холодильника тепловой машины Карно понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя 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.

Решение:

Для тепловой машины Карно КПД определяется формулой:

\( η = 1 - \frac{T_x}{T_n} \)

где \( T_x \) — температура холодильника, \( T_n \) — температура нагревателя.

В условии сказано, что температуру холодильника \( T_x \) понизили, а температуру нагревателя \( T_n \) оставили прежней. Следовательно, отношение \( \frac{T_x}{T_n} \) уменьшилось. Это означает, что КПД \( η = 1 - \frac{T_x}{T_n} \) увеличился.

Работа газа за цикл \( A \) связана с количеством теплоты, полученным от нагревателя \( Q_n \), и КПД формулой:

\( A = η  Q_n \)

В условии сказано, что количество теплоты \( Q_n \), полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Поскольку КПД \( η \) увеличился, а \( Q_n \) остался прежним, работа газа \( A \) также увеличилась.

Таблица

Ответ: КПД тепловой машины — 1 (увеличилась), работа газа за цикл — 1 (увеличилась).