Для решения этой задачи можно использовать формулу КПД цикла Карно:
КПД = 1 - (Tc / Th)
где КПД - КПД цикла, Tc - температура холодильника, Th - температура нагревателя.
Из условия задачи известно, что полезная работа равна удельной теплоте парообразования, которая равна 2,3 МДж/кг. Также известно, что за цикл получается 5 МДж тепла.
Удельная теплота парообразования определяет количество тепла, необходимое для выпаривания 1 кг воды. Значит, полезная работа равна 5 МДж.
Температура холодильника Tc = 20°C = 293K.
Температуру нагревателя Th можно вычислить, зная КПД цикла:
КПД = 1 - (293 / Th) 5 = (293 / Th)
Теперь найдем Тh:
Th = 293 / 5 = 58,6 K
Ответ: Температура нагревателя Th равна 58,6 K (Кельвинов).
