Для того чтобы найти КПД (коэффициент полезного действия) тепловой машины, нужно использовать формулу:
[
\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \times 100\%
]
где:
- (\eta) — КПД тепловой машины,
- (Q_1) — количество теплоты, полученное от нагревателя,
- (Q_2) — количество теплоты, отданное холодильнику.
По условию задачи, тепловая машина получает от нагревателя (Q_1 = 200 \, \text{дж}) и отдает холодильнику (Q_2 = 120 \, \text{дж}).
Подставим эти значения в формулу:
[
\eta = \frac{200 \, \text{дж} - 120 \, \text{дж}}{200 \, \text{дж}} \times 100\%
]
[
\eta = \frac{80 \, \text{дж}}{200 \, \text{дж}} \times 100\%
]
[
\eta = 0.4 \times 100\%
]
[
\eta = 40\%
]
Таким образом, КПД данной тепловой машины составляет 40%.
Это означает, что 40% от полученной теплоты от нагревателя преобразуется в полезную работу, тогда как оставшиеся 60% теряются в виде теплоты, отданной холодильнику. КПД тепловых машин никогда не может достигнуть 100% из-за фундаментальных ограничений, таких как второй закон термодинамики, который утверждает, что невозможно преобразовать всю полученную теплоту в работу без потерь.