Чтобы найти полезную работу, если известно количество теплоты (Q) и коэффициент полезного действия (КПД, η), нужно воспользоваться формулой, связывающей эти величины. КПД определяет, какая часть подведенной энергии преобразуется в полезную работу.
КПД (η) вычисляется как отношение полезной работы (A) к подведенной теплоте (Q):
[ \eta = \frac{A}{Q} ]
Из этой формулы можно выразить полезную работу:
[ A = \eta \cdot Q ]
Где:
- ( \eta ) — коэффициент полезного действия (в долях или процентах, если в процентах, то предварительно нужно перевести в доли, разделив на 100);
- ( Q ) — количество подведенной теплоты;
- ( A ) — полезная работа.
Пример:
Допустим, у вас есть тепловая машина, которая получает 5000 Дж теплоты (Q) и имеет КПД 40% (или 0,4 в долях).
Переведем КПД в доли, если он дан в процентах:
[ \eta = \frac{40}{100} = 0.4 ]
Используем формулу для вычисления полезной работы:
[ A = \eta \cdot Q = 0.4 \cdot 5000 \, \text{Дж} = 2000 \, \text{Дж} ]
Таким образом, полезная работа составит 2000 Дж.
Это означает, что из 5000 Дж подведенной теплоты, 2000 Дж будет преобразовано в полезную работу, а оставшиеся 3000 Дж будут потеряны, например, в виде тепловых потерь.