Для того чтобы определить объем полезной работы, выполненной тепловой машиной, сначала нужно понять, как связаны между собой коэффициент полезного действия (КПД), количество теплоты, отданное холодильнику, и полезная работа.

Коэффициент полезного действия тепловой машины определяется как отношение полезной работы (A) к количеству теплоты, полученной от нагревателя (Q1):

η = A / Q1

Известно, что КПД машины составляет 20%, или 0.2 в десятичной форме. Также известно, что количество теплоты, отданное холодильнику, составляет 600 Дж. Обозначим это количество теплоты как Q2.

Согласно закону сохранения энергии, количество теплоты, полученное от нагревателя, равно сумме полезной работы и количества теплоты, отданного холодильнику:

Q1 = A + Q2

Теперь подставим это выражение в формулу для КПД:

η = A / (A + Q2)

Теперь подставим известные значения:

• η = 0.2
• Q2 = 600 Дж

Подставим в формулу:

0.2 = A / (A + 600)

Чтобы найти A, решим это уравнение:

1. Умножим обе части уравнения на (A + 600): 0.2 * (A + 600) = A
2. Раскроем скобки: 0.2A + 120 = A
3. Перенесем 0.2A в правую часть уравнения: 120 = A - 0.2A
4. Упростим правую часть: 120 = 0.8A
5. Разделим обе части уравнения на 0.8: A = 120 / 0.8
6. Рассчитаем: A = 150 Дж

Таким образом, объем полезной работы, выполненной тепловой машиной, составляет 150 джоулей.