тепловая машина отдает холодильнику 0.6 от количества теплоты, получаемного от нагревателя

Задача: тепловая машина отдает холодильнику 0.6 от количества теплоты, получаемого от нагревателя. Найти КПД холодильника (COP).

Обозначения:

• Q_h — тепло, получаемое тепловой машиной от нагревателя.
• Q_r — тепло, которое тепловая машина отдает холодильнику. По условию Q_r = 0.6 Q_h.
• W — механическая работа, вырабатываемая тепловой машиной.
• Q_L — тепло, которое холодильник извлекает из холодной камеры (то, что холодильник убирает из удаляемого пространства).

Шаг 1. Определим работу тепловой машины. Из первого закона тепловой машины: Q_h = W + Q_r. Тогда W = Q_h − Q_r = Q_h − 0.6 Q_h = 0.4 Q_h.

Шаг 2. Определим тепло, которое холодильник действительно удаляет (Q_L). Для холодильника баланс энергии: Q_h = W + Q_L (тепло, уходящее в горячий резервуар, равно сумме работы и удалённого тепла из холодного резерва). Отсюда Q_L = Q_h − W = Q_h − 0.4 Q_h = 0.6 Q_h.

Шаг 3. Найдём КПД холодильника (COP). COP холодильника определяется как отношение удалённого тепла к затраченной работе: COP = Q_L / W = (0.6 Q_h) / (0.4 Q_h) = 0.6 / 0.4 = 3/2 = 1.5.

Ответ: COP холодильника равен 1.5.