Тепловая машина с КПД 75 % за цикл работы получает от нагревателя 60 Дж. Какую полезную работу машина...

Полезная работа машины за цикл составляет 45 Дж.

Тепловая машина — это устройство, которое преобразует тепловую энергию в механическую работу. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины показывает, какая доля полученной от нагревателя тепловой энергии преобразуется в полезную работу. В данном случае КПД машины составляет 75%.

КПД (η) тепловой машины можно выразить формулой:

[ \eta = \frac{A}{Q_1} ]

где:

• (\eta) — коэффициент полезного действия (в данном случае 75% или 0.75 в десятичной форме),
• (A) — полезная работа, совершенная машиной,
• (Q_1) — количество тепла, полученного от нагревателя (в данном случае 60 Дж).

Перепишем формулу для вычисления полезной работы (A):

[ A = \eta \cdot Q_1 ]

Подставим известные значения:

[ A = 0.75 \cdot 60 \, \text{Дж} ]

Выполним умножение:

[ A = 45 \, \text{Дж} ]

Таким образом, тепловая машина с КПД 75% совершает 45 Дж полезной работы за цикл, получая от нагревателя 60 Дж тепла.

Этот результат иллюстрирует, что 75% от всей полученной тепловой энергии преобразуется в механическую работу, а оставшиеся 25% теряются в виде тепла, которое не может быть использовано для выполнения полезной работы. Эти потери могут происходить из-за различных факторов, таких как теплопроводность, трение и другие необратимые процессы.

Для решения данной задачи нам необходимо использовать простое уравнение эффективности тепловой машины:

КПД = (полезная работа) / (тепло, полученное от нагревателя)

Так как у нас КПД равен 75%, а тепло, полученное от нагревателя, равно 60 Дж, то мы можем найти полезную работу:

0.75 = полезная работа / 60

Полезная работа = 0.75 * 60 = 45 Дж

Итак, тепловая машина с КПД 75% за цикл работы совершает полезную работу в 45 Дж.