Определите КПД теплового двигателя, если количество теплоты, полученное от нагревателя, в 4 раза превышает количество теплоты, отданное холодильнику.

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы (или полученной теплоты, использованной для выполнения работы) к затраченной энергии (или теплоте, полученной от нагревателя).

Обозначим:

• $Q_1$ — количество теплоты, полученное от нагревателя.

• $Q_2$ — количество теплоты, отданное холодильнику.

• КПД ($\eta$) = $\frac{A}{Q_1}$, где $A$ — работа, выполненная двигателем.

По законам термодинамики известно, что работа двигателя $A$ равна разнице между количеством теплоты, полученным от нагревателя, и количеством теплоты, отданным холодильнику:

Из условия задачи нам известно, что $Q_1$ в 4 раза больше, чем $Q_2$, то есть:

Теперь подставим это в формулу для работы:

Теперь можем найти КПД:

Таким образом, КПД теплового двигателя составляет 0,75 или 75%.