. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу количество теплоты 40 кДж. Определите работу, совершенную газом.

В соответствии с термодинамикой идеального теплового двигателя, работа, совершаемая газом (W), может быть вычислена с использованием принципа Карно, который выражается через отношение температур нагревателя (T1) и холодильника (T2).

Дано:

1. Температура нагревателя в 3 раза выше температуры холодильника: T1 = 3T2.
2. Количество теплоты, переданное газу (Q) = 40 кДж.

Сначала используем выражение для КПД (η) идеального теплового двигателя:

\[ η = 1 - \frac{T2}{T1}. \]

Подставим значение T1:

\[ η = 1 - \frac{T2}{3T2} = 1 - \frac{1}{3} = \frac{2}{3}. \]

Теперь, зная КПД, можем определить работу, совершаемую газом, используя следующую формулу:

\[ W = η \cdot Q. \]

Подставляем значения:

\[ W = \frac{2}{3} \cdot 40 \text{ кДж} = \frac{80}{3} \text{ кДж} \approx 26.67 \text{ кДж}. \]

Таким образом, работа, совершаемая газом, составляет примерно 26.67 кДж.