Чтобы найти максимальную работу, которую можно получить от водяного пара с температурой 100 °C, используя океан с температурой 27 °C в качестве холодильника, нужно использовать понятие термодинамического цикла и формулу для коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя. КПД идеального теплового двигателя можно рассчитать по следующей формуле: η = 1 - (T_холод / T_горяч) где T_горяч – абсолютная температура источника тепла (водяного пара), T_холод – абсолютная температура холодильника (океана). Температуры должны быть в Кельвинах. Для водяного пара при 100 °C: T_горяч = 100 + 273.15 = 373.15 K Для океана при 27 °C: T_холод = 27 + 273.15 = 300.15 K Теперь можно подставить значения в формулу: η = 1 - (300.15 / 373.15) ≈ 1 - 0.8039 ≈ 0.1961 Таким образом, КПД теплового двигателя составляет 19.61%. Теперь, чтобы найти максимальную работу, нужно учесть, что работа (W) равна произведению КПД и тепла, полученного от источника при условии, что 1 кг водяного пара полностью конденсируется и передаст своё тепло. Для водяного пара, находящегося в состоянии насыщения, его удельная теплота конденсации (при температуре 100 °C) составляет примерно 2260 кДж/кг. Тогда максимальная работа, которая может быть получена, будет равна: W = η * Q, где Q = 2260 кДж/кг. Подставляем значения: W = 0.1961 * 2260 кДж ≈ 443.97 кДж. Максимальная работа, которую можно получить, используя 1 кг водяного пара с температурой 100 °C и океан с температурой 27 °C в качестве холодильника, составляет примерно 444 кДж.
