В паровой машине водяной пар нагревается до 127 градусов. Какова температура пара в холодильнике, если КПД машины равно 0,4?

Дано:

• Температура пара в нагревателе: $t_1 = 127^\circ C$

• КПД паровой машины: $\eta = 0{,}4$ (40%)

• Температура пара в холодильнике: $t_2$ — ?

Решение:

Для идеальной тепловой машины КПД определяется по формуле:

где:

• $T_1$ — абсолютная температура нагревателя;

• $T_2$ — абсолютная температура холодильника;

• $\eta$ — коэффициент полезного действия.

1. Переведём температуру нагревателя в кельвины:

2. Выразим температуру холодильника из формулы КПД:

Отсюда:

3. Подставим известные значения:

4. Переведём температуру обратно в градусы Цельсия:

Ответ: $\boxed{-33^\circ C}$.

Таким образом, температура пара в холодильнике составляет −33 °C, если считать паровую машину идеальной, работающей по циклу Карно.