Для определения КПД (коэффициента полезного действия) тепловой машины можно использовать следующую формулу:
[
\eta = \frac{A}{Q_1}
]
где:
- ( \eta ) — КПД,
- ( A ) — работа, совершенная тепловой машиной (в данном случае ( A = 80 \, \text{кДж} )),
- ( Q_1 ) — количество теплоты, полученное от нагревателя.
Сначала необходимо определить количество теплоты ( Q_1 ), которое было передано от нагревателя в тепловую машину. Мы знаем, что количество теплоты, переданное холодильнику, равно ( Q_2 = 320 \, \text{кДж} ). Согласно первому закону термодинамики (закон сохранения энергии), для тепловой машины выполняется следующее соотношение:
[
Q_1 = A + Q_2
]
Подставим известные значения:
[
Q_1 = 80 \, \text{кДж} + 320 \, \text{кДж} = 400 \, \text{кДж}
]
Теперь, зная ( Q_1 ), можем подставить его значение в формулу для КПД:
[
\eta = \frac{A}{Q_1} = \frac{80 \, \text{кДж}}{400 \, \text{кДж}} = 0.2
]
Чтобы выразить КПД в процентах, умножим результат на 100:
[
\eta = 0.2 \times 100\% = 20\%
]
Таким образом, КПД теплового цикла составляет 20%. Это означает, что 20% от переданной теплоты используется для совершения работы, а оставшиеся 80% передаются холодильнику.