Чтобы определить работу, совершенную тепловым двигателем за один цикл, нужно использовать формулу для коэффициента полезного действия (КПД). КПД рассчитывается по формуле:
\[ \text{КПД} = \frac{A_{полезная}}{Q_{вход}} \]
где:
- \( A_{полезная} \) — полезная работа, совершенная двигателем,
- \( Q_{вход} \) — количество теплоты, полученное двигателем извне.
Из условия задачи известно, что двигатель отдал в окружающую среду 700 джоулей. Это количество теплоты \( Q_{выход} \) (в данном случае, отданной теплоты). Мы можем выразить \( Q_{вход} \) через \( Q_{выход} \) и полезную работу:
\[ Q_{вход} = A_{полезная} + Q_{выход} \]
Теперь, исходя из КПД:
\[ 0.3 = \frac{A_{полезная}}{Q_{вход}} \]
Это означает, что полезная работа составляет 30% от общего количества поступившей теплоты. Сначала мы можем выразить \( A_{полезная} \):
\[ A_{полезная} = 0.3 \cdot Q_{вход} \]
Подставим это значение в уравнение для \( Q_{вход} \):
\[ Q_{вход} = 0.3 \cdot Q_{вход} + 700\]
Теперь решим это уравнение:
\[ Q_{вход} - 0.3 \cdot Q_{вход} = 700 \]
\[ 0.7 \cdot Q_{вход} = 700 \]
\[ Q_{вход} = \frac{700}{0.7} = 1000 \text{ Дж} \]
Теперь, зная \( Q_{вход} \), можем найти полезную работу:
\[ A_{полезная} = 0.3 \times 1000 = 300 \text{ Дж} \]
Итак, работа, совершенная тепловым двигателем за один цикл, составляет 300 джоулей.