Для решения данной задачи мы используем формулу для коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя, который определяется как отношение работы, выполненной двигателем, к энергии, полученной от источника тепла:
\[ \text{КПД} = \frac{A}{Q_1} \]
где:
- \( A \) — работа, выполненная двигателем,
- \( Q_1 \) — теплота, полученная от нагревателя.
В данном случае:
- Энергия, полученная от нагревателя (\( Q_1 \)): 8,1 М Дж,
- Энергия, отданная холодильнику (\( Q_2 \)): 5,4 М Дж.
Сначала определим работу, выполненную двигателем. Она равна разнице между теплотой, полученной от нагревателя, и теплотой, отданной холодильнику:
\[ A = Q_1 - Q_2 \]
Подставим известные значения:
\[ A = 8,1\, \text{М Дж} - 5,4\, \text{М Дж} = 2,7\, \text{М Дж} \]
Теперь подставим это значение в формулу для КПД:
\[ \text{КПД} = \frac{A}{Q_1} = \frac{2,7\, \text{М Дж}}{8,1\, \text{М Дж}} \]
Посчитаем:
\[ \text{КПД} = \frac{2,7}{8,1} \approx 0,3333 \]
Чтобы выразить КПД в процентах, умножим на 100%:
\[ \text{КПД} \approx 0,3333 \times 100\% \approx 33,33\% \]
Ответ: КПД идеального теплового двигателя составляет примерно 33,33%.