Для того чтобы определить полезную работу, совершаемую тепловой машиной за один цикл, необходимо воспользоваться определением коэффициента полезного действия (КПД) тепловой машины.
КПД тепловой машины ((\eta)) определяется как отношение полезной работы ((W{\text{полезн}})) к количеству теплоты, полученной от нагревателя ((Q{\text{поступ}})):
[
\eta = \frac{W{\text{полезн}}}{Q{\text{поступ}}}
]
В данном случае, нам известен КПД, который составляет 25%, или в десятичной форме это 0.25. Также известно количество теплоты, полученной от нагревателя, (Q_{\text{поступ}}) = 80 дж.
Подставим данные величины в формулу:
[
0.25 = \frac{W_{\text{полезн}}}{80 \text{ дж}}
]
Теперь выразим полезную работу (W_{\text{полезн}}):
[
W_{\text{полезн}} = 0.25 \times 80 \text{ дж}
]
Вычислим это значение:
[
W_{\text{полезн}} = 20 \text{ дж}
]
Таким образом, полезная работа, совершаемая тепловой машиной за один цикл, равна 20 джоулей.