В идеальной тепловой машине КПД определяется по формуле:
η=(Т₁ - Т₂) / Т₁ , где Т₁ - температура нагревателя, Т₂ - температура холодильника. Выразим отсюда T₁: ηT₁ = T₁ - T₂ T₁(1-η) = T₂ T₁ = T₂ / (1-η) Заметим, что эта формула справедлива, когда КПД выражен в виде дроби. В нашем случае КПД можно записать как 0,3. Кроме того, температура должна быть представлена в виде градусов Кельвина (к нашим градусам Цельсия прибавляем 273). Тогда температура нагревателя будет: Т₁ = 293К / (1-0,3) ≈419К или 146⁰С Чтобы подсчитать, сколько теплоты отдано холодильнику, воспользуемся другой формулой определения КПД: η = (Q₁ - Q₂) / Q₁ Q₂ = Q₁ - ηQ₁ = Q₁(1-η) = 10000 Дж × (1 - 0,3) = 7000 Дж или 7 кДж - было отдано холодильнику.
С поверхности влажных тел испаряется влага. Испарение сопровождается понижением температуры влаги (и тела, соответственно). Классическая молекулярная теория объясняет это тем, что жидкую фракцию покидают наиболее энергичные молекулы преодолеть силы притяжения со стороны окружающих их молекул жидкости. Внутренняя энергия испаряющейся жидкости при этом уменьшается, что и проявляется как понижение температуры. Убыль энергии частично пополняется за счёт передачи некоторого количества теплоты от тел с более высокой температурой, находящихся в контакте с испаряющейся жидкостью. Вот почему мокрая тряпка охлаждает графин (и, естественно, воду в нём).
m = 1,32*10⁹ Дж / 4,4*10⁷ Дж/кг = 30 кг