Определите температуру нагревателя теплового двигателя, работающего по циклу Карно, если работа, которую он совершает за цикл, равна 60 кДж. Температура холодильника составляет 300 К, а за один цикл работы рабочее тело двигателя отдает холодильнику количество теплоты, равное 20 кДж. Ответ дайте в К.

Для нахождения температуры нагревателя теплового двигателя по циклу Карно воспользуемся формулой Карно для КПД:

η = 1 - Tc/Th

где η - КПД теплового двигателя, Tc - температура холодильника, Th - температура нагревателя.

Известно, что работа, которую совершает двигатель за цикл, равна 60 кДж, а количество теплоты, отдаваемое холодильнику за цикл, равно 20 кДж. Тогда по определению КПД:

η = (Qh - Qc) / Qh = (60 - 20) / 60 = 0.6667

Теперь можем найти температуру нагревателя:

0.6667 = 1 - 300 / Th Th = 300 / (1 - 0.6667) = 900 K

Таким образом, температура нагревателя теплового двигателя по циклу Карно равна 900 K.