Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины определяется как отношение работы, совершенной машиной, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. КПД выражается формулой:
[ \eta = \frac{Q{полезное}}{Q{полученное}} ]
где ( Q{полученное} ) - это количество теплоты, полученное тепловой машиной от нагревателя, ( Q{полезное} ) - полезная работа, которая равна разности между теплотой, полученной от нагревателя, и теплотой, отданной холодильнику. То есть:
[ Q{полезное} = Q{полученное} - Q_{отданное холодильнику} ]
По условию задачи КПД машины составляет 60%, или 0.6, и машина отдаёт холодильнику 100 Дж теплоты:
[ \eta = 0.6 ]
[ Q_{отданное холодильнику} = 100 \, \text{Дж} ]
Подставляем известные значения в формулу КПД:
[ 0.6 = \frac{Q{полученное} - 100}{Q{полученное}} ]
Отсюда получаем:
[ 0.6 \cdot Q{полученное} = Q{полученное} - 100 ]
[ 0.6 \cdot Q{полученное} - Q{полученное} = -100 ]
[ -0.4 \cdot Q_{полученное} = -100 ]
[ Q_{полученное} = \frac{100}{0.4} = 250 \, \text{Дж} ]
Таким образом, машина за цикл работы получает от нагревателя 250 Дж теплоты. Правильный ответ - б) 250 Дж.