Для решения этой задачи, нам потребуется формула КПД (коэффициента полезного действия) идеального теплового двигателя Карно и связь между КПД, работой и количеством теплоты, полученной от нагревателя.
1. Определение температур в Кельвинах:
Температуру необходимо перевести из градусов Цельсия в Кельвины, так как в термодинамических расчетах используется абсолютная шкала температур.
$$T_H = 227,^{\circ}C + 273.15 = 500.15,K$$
$$T_C = 27,^{\circ}C + 273.15 = 300.15,K$$
2. Расчет КПД двигателя Карно:
КПД идеального теплового двигателя Карно определяется как:
$$\eta = 1 - \frac{T_C}{T_H}$$
Подставим значения температур:
$$\eta = 1 - \frac{300.15}{500.15} = 1 - 0.6 = 0.4$$
3. Связь между КПД, работой и количеством теплоты:
КПД также можно выразить как отношение совершенной работы к количеству теплоты, полученной от нагревателя:
$$\eta = \frac{W}{Q_H}$$
Где:
* $$\eta$$ - КПД,
* $$W$$ - работа, совершенная двигателем (10 кДж),
* $$Q_H$$ - количество теплоты, полученной от нагревателя.
4. Расчет количества теплоты, полученной от нагревателя:
Выразим $$Q_H$$ из формулы КПД:
$$Q_H = \frac{W}{\eta}$$
Подставим известные значения:
$$Q_H = \frac{10,кДж}{0.4} = 25,кДж$$
Ответ: 25