Для решения данной задачи необходимо использовать принцип сохранения энергии и уравнение для работы тепловой машины. В данном случае у нас есть нагреватель с температурой \( T_H = 150^\circ C \) и холодильник с температурой \( T_C = 25^\circ C \).
Сначала преобразуем температуры в Кельвины:
- \( T_H = 150 + 273.15 = 423.15 \, K \)
- \( T_C = 25 + 273.15 = 298.15 \, K \)
Работа, произведенная машиной, составляет \( A = 1.2 \times 10^4 \, J \).
Для идеальной тепловой машины можно воспользоваться формулой: \[ Q_H = Q_C + A \] где:
- \( Q_H \) — количество теплоты, полученное от нагревателя,
- \( Q_C \) — количество теплоты, отданное холодильнику.
Однако, нам нужно также учесть, что в идеальной тепловой машине, работа соотносится с количеством теплоты следующим образом: \[ A = Q_H - Q_C \]
Также можем воспользоваться уравнением для рабочей среды (в идеальном случае): \[ \frac{Q_H}{Q_C} = \frac{T_H}{T_C} \]
Теперь выразим \( Q_C \) через \( Q_H \): \[ Q_C = \frac{T_C}{T_H} \cdot Q_H \]
Подставим это в уравнение работы: \[ A = Q_H - \left(\frac{T_C}{T_H} \cdot Q_H\right) \] \[ A = Q_H \left(1 - \frac{T_C}{T_H}\right) \]
Теперь мы можем решить это уравнение для \( Q_H \): \[ Q_H = \frac{A}{1 - \frac{T_C}{T_H}} = \frac{1.2 \times 10^4}{1 - \frac{298.15}{423.15}} \]
Сначала вычислим: \[ 1 - \frac{298.15}{423.15} \approx 1 - 0.704 \approx 0.296 \]
Теперь подставим: \[ Q_H = \frac{1.2 \times 10^4}{0.296} \approx 4.05 \times 10^4 \, J \]
Таким образом, количество теплоты, полученное от нагревателя, составляет примерно \( 4.05 \times 10^4 \, J \).