Чтобы найти абсолютную температуру нагревателя, необходимо использовать формулу для максимального возможного КПД теплового двигателя, который определяется как КПД Карно. Формула для КПД Карно выражается следующим образом:
[ \eta = 1 - \frac{T{\text{холодильника}}}{T{\text{нагревателя}}} ]
где ( \eta ) — это КПД теплового двигателя (в долях единицы), ( T{\text{холодильника}} ) — абсолютная температура холодильника, и ( T{\text{нагревателя}} ) — абсолютная температура нагревателя.
В задаче дано, что максимальный КПД (\eta = 0.30) и температура холодильника составляет 27°C. Чтобы использовать формулу Карно, сначала необходимо перевести температуру холодильника в Кельвины. Температура в Кельвинах вычисляется по формуле:
[ T_{\text{холодильника}} = 27 + 273.15 = 300.15 \, \text{K} ]
Теперь подставим все известные значения в формулу КПД Карно и решим ее относительно ( T_{\text{нагревателя}} ):
[ 0.30 = 1 - \frac{300.15}{T_{\text{нагревателя}}} ]
[ \frac{300.15}{T_{\text{нагревателя}}} = 1 - 0.30 = 0.70 ]
Теперь выразим ( T_{\text{нагревателя}} ):
[ T_{\text{нагревателя}} = \frac{300.15}{0.70} ]
[ T_{\text{нагревателя}} \approx 428.79 \, \text{K} ]
Таким образом, абсолютная температура нагревателя составляет приблизительно 428.79 Кельвинов.