Коэффициент полезного действия (КПД) идеального теплового двигателя можно рассчитать с помощью формулы, основанной на температуре нагревателя и холодильника, которая выражается следующим образом:
\[ \eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} \]
где:
- \(\eta\) — КПД,
- \(T_1\) — абсолютная температура нагревателя в кельвинах,
- \(T_2\) — абсолютная температура холодильника в кельвинах.
Температуры нужно перевести из градусов Цельсия в Кельвины, для этого к ним нужно прибавить 273.15.
Температура нагревателя: \[ T_1 = 4550 + 273.15 = 4823.15 \, K \]
Температура холодильника: \[ T_2 = 2730 + 273.15 = 3003.15 \, K \]
Теперь подставим эти значения в формулу для КПД: \[ \eta = 1 - \frac{3003.15}{4823.15} \]
Посчитаем: \[ \eta = 1 - 0.6226 \approx 0.3774 \]
Таким образом, КПД идеального теплового двигателя, работающего между указанными температурами, составляет приблизительно 37.74%. Это значит, что в этом идеальном двигателе около 37.74% тепла, получаемого от нагревателя, может быть преобразовано в работу.
