1.计算题-|||-.-7 某发明者自称已设计出一台在-|||-540K和300K的热源之间循环工作的热-|||-机,该热机从高温热源每吸收1000J的热-|||-量可以做出450J的净功。他的设计合理-|||-吗?

步骤 1：计算放热量
根据热力学第一定律，热机从高温热源吸收的热量等于它对外做的功加上向低温热源放出的热量。即：
\[ Q_1 = W + Q_2 \]
其中，\( Q_1 \) 是从高温热源吸收的热量，\( W \) 是对外做的净功，\( Q_2 \) 是向低温热源放出的热量。根据题目，\( Q_1 = 1000 \) J，\( W = 450 \) J，所以：
\[ Q_2 = Q_1 - W = 1000 \, \text{J} - 450 \, \text{J} = 550 \, \text{J} \]

步骤 2：计算熵变
根据热力学第二定律，一个循环过程的熵变必须满足：
\[ \Delta S = \frac{Q_1}{T_1} + \frac{Q_2}{T_2} \leq 0 \]
其中，\( T_1 \) 是高温热源的温度，\( T_2 \) 是低温热源的温度。根据题目，\( T_1 = 540 \) K，\( T_2 = 300 \) K，所以：
\[ \Delta S = \frac{1000 \, \text{J}}{540 \, \text{K}} + \frac{550 \, \text{J}}{300 \, \text{K}} \]
\[ \Delta S = \frac{1000}{540} + \frac{550}{300} \]
\[ \Delta S = 1.852 + 1.833 \]
\[ \Delta S = 3.685 \, \text{J/K} \]

步骤 3：判断设计是否合理
根据热力学第二定律，一个循环过程的熵变必须小于或等于零。然而，计算得到的熵变是正数，即：
\[ \Delta S = 3.685 \, \text{J/K} > 0 \]
这违反了热力学第二定律，因此该设计不合理。