В идеальной тепловой машине, КПД которой 30%, газ получил от нагревателя 10 кДж теплоты. Какое количество теплоты газ отдал холодильнику?

Чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться определением КПД тепловой машины и известными формулами.

КПД тепловой машины (η) определяется как отношение полезной работы (или теплоты, которую машина может преобразовать в работу) к количеству теплоты, полученной от нагревателя:

Где:

• $\eta = 30\% = 0.30$ — КПД машины,

• $Q_{\text{полученная}} = 10 \, \text{кДж}$ — количество теплоты, полученное от нагревателя.

Полезная работа тепловой машины — это количество теплоты, которое она отдает холодильнику (так как работа — это разница между полученной и отданной теплотой). То есть:

Теперь, зная КПД, можно найти полезную работу:

Подставляем $Q_{\text{полученная}} = 10 \, \text{кДж}$:

Из этого уравнения находим $Q_{\text{полезная}}$:

Теперь, чтобы найти, сколько теплоты отдал газ холодильнику $Q_{\text{отданная}}$, используем выражение:

Подставляем значения:

Таким образом, $Q_{\text{отданная}} = 10 - 3 = 7 \, \text{кДж}$.

Ответ: газ отдал холодильнику 7 кДж теплоты.