Возможное решение.
1. В данном цикле рабочее тело на участке 1–2 (изобара) получает положительное количество теплоты от нагревателя:
$$Q_{\text{нагр}}=Q_{12}=(U_2-U_1)+A_{12}.$$
На участке 2–3 (изохора) рабочее тело отдаёт холодильнику положительное количество теплоты.
На участке 3–1 (адиабата) внешние силы сжимают газ, совершая работу $A'_{31}=-A_{31}$.
2. КПД тепловой машины $\eta=\dfrac{A}{Q_{\text{нагр}}}=\dfrac{A_{12}-A'_{31}}{Q_{12}}$, где $A$ — работа газа за цикл.
3. Используя формулу для внутренней энергии одноатомного идеального газа $U=\dfrac{3}{2}\nu RT=\dfrac{3}{2}pV$ и формулу для работы газа при изобарном процессе $A_{12}=p_1(V_2-V_1)$, найдём количество теплоты:
$$Q_{12}=\dfrac{3}{2}\nu R(T_2-T_1)+p_1(V_2-V_1)=\dfrac{3}{2}(p_1V_2-p_1V_1)+p_1(V_2-V_1)=\dfrac{5}{2}A_{12}.$$
4. Объединив п. 1–3, получим: $A'_{31}=A_{12}-\eta Q_{12}=A_{12}\left(1-\dfrac{5}{2}\eta\right)$, откуда
$$\eta=\dfrac{2}{5}\left(1-\dfrac{A'_{31}}{A_{12}}\right)=\dfrac{2}{5}\left(1-\dfrac{1}{4}\right)=0{,}3=30\,\%$$
Ответ: $\eta=30\,\%$.
