Для определения коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя, необходимо знать количество теплоты, получаемой двигателем от нагревателя, и количество теплоты, отдаваемой холодильнику.
Дано:
Q₁ = 200 Дж (количество теплоты, получаемое от нагревателя)
Q₂ = 150 Дж (количество теплоты, отдаваемое холодильнику)
КПД теплового двигателя (η) определяется как отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, получаемой от нагревателя. Работа, совершаемая двигателем (A), равна разности между полученной и отданной теплотой:
[ A = Q₁ - Q₂ ]
Подставим значения:
[ A = 200 \text{ Дж} - 150 \text{ Дж} = 50 \text{ Дж} ]
Теперь рассчитаем КПД:
[ \eta = \frac{A}{Q₁} \times 100\% ]
Подставим значения:
[ \eta = \frac{50 \text{ Дж}}{200 \text{ Дж}} \times 100\% = 0.25 \times 100\% = 25\% ]
Таким образом, коэффициент полезного действия данного теплового двигателя составляет 25%. Это означает, что 25% энергии, полученной от нагревателя, преобразуется в полезную работу, а остальные 75% теряются в виде тепла, отдаваемого холодильнику.