Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы получает от нагревания 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина отдаёт холодильнику?

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать понятие коэффициента полезного действия (КПД) тепловой машины, который определяется как отношение работы, выполненной машиной, к количеству теплоты, получаемой от горячего источника.

КПД (η) машины составляет 60% или 0,6, а теплота, получаемая от нагревания (Q1), составляет 100 Дж.

Коэффициент полезного действия можно выразить следующим образом:

\[ \eta = \frac{W}{Q_1} \]

где \(W\) - работа, выполняемая машиной.

Из этого мы можем выразить работу:

\[ W = \eta \cdot Q_1 = 0,6 \cdot 100 \text{ Дж} = 60 \text{ Дж} \]

Теперь мы знаем, что машина выполняет работу в 60 Дж. Тепло, отдаваемое холодильнику (Q2), можно определить из уравнения сохранения энергии. По первому закону термодинамики:

\[ Q_1 = Q_2 + W \]

Отсюда мы можем выразить \(Q_2\):

\[ Q_2 = Q_1 - W \]

Подставив известные значения:

\[ Q_2 = 100 \text{ Дж} - 60 \text{ Дж} = 40 \text{ Дж} \]

Таким образом, тепловая машина за цикл работы отдаёт холодильнику 40 Дж теплоты.