Идеальный тепловой двигатель, получив 4 кДж теплоты от нагревателя при температуре 127°С, совершил работу 800 Дж. Определите температуру холодильника.

Идеальный (обратимый) тепловой двигатель — это двигатель Карно. Для него КПД зависит только от температур нагревателя и холодильника:

где

• $A$ — работа двигателя,

• $Q_\text{н}$ — теплота, полученная от нагревателя,

• $T_\text{н}$ — абсолютная температура нагревателя,

• $T_\text{х}$ — абсолютная температура холодильника.

1) Находим КПД по данным задачи

Дано: $Q_\text{н}=4\,\text{кДж}=4000\,\text{Дж}$, $A=800\,\text{Дж}$.

То есть КПД $20\%$.

2) Переводим температуру нагревателя в кельвины

3) Используем формулу КПД Карно и находим $T_\text{х}$

4) Переводим температуру холодильника обратно в градусы Цельсия

Ответ: температура холодильника $T_\text{х}=320\,\text{К}$, или $47^\circ\text{C}$.