Для того чтобы определить температуру холодильника в идеальной тепловой машине, можно использовать принцип работы тепловой машины Карно, которая является наиболее эффективной идеальной тепловой машиной. Эффективность (или КПД) тепловой машины Карно определяется следующим образом:
[
\eta = 1 - \frac{T_C}{T_H}
]
где:
- (\eta) — это КПД (эффективность) тепловой машины,
- (T_C) — это температура холодильника (в Кельвинах),
- (T_H) — это температура нагревателя (в Кельвинах).
Из условия задачи известно, что 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдается холодильнику. Это означает, что оставшаяся часть теплоты, то есть 1/3, используется для выполнения работы. Поэтому КПД тепловой машины можно выразить следующим образом:
[
\eta = \frac{\text{работа}}{\text{теплота от нагревателя}} = \frac{1}{3}
]
Теперь подставим это значение КПД в формулу Карно:
[
\frac{1}{3} = 1 - \frac{T_C}{T_H}
]
Решим это уравнение для температуры холодильника (T_C):
[
\frac{T_C}{T_H} = 1 - \frac{1}{3}
]
[
\frac{T_C}{T_H} = \frac{2}{3}
]
Теперь выразим (T_C):
[
T_C = T_H \cdot \frac{2}{3}
]
Подставим значение температуры нагревателя (T_H = 435 \, \text{K}):
[
T_C = 435 \, \text{K} \cdot \frac{2}{3}
]
[
T_C = 290 \, \text{K}
]
Таким образом, температура холодильника в этой идеальной тепловой машине составляет 290 К.