题目
一热机从温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环作功________________________J.
一热机从温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环作功________________________J.
题目解答
答案
_400_
解析
考查要点:本题主要考查卡诺热机效率的计算,涉及热力学温度转换及效率公式的应用。
解题核心思路:
- 确定热机效率类型:题目中明确指出热机在“最大效率”下工作,因此应使用卡诺热机效率公式。
- 温度单位转换:将摄氏度转换为热力学温度(开尔文)。
- 代入公式计算:利用效率公式 $\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$ 计算效率,再结合吸热量 $Q_h$ 求出做功 $W$。
破题关键点:
- 卡诺效率公式的正确应用。
- 温度单位转换的准确性(摄氏度 + 273 = 开尔文)。
- 效率定义的公式变形($W = \eta Q_h$)。
步骤1:温度转换
高温热源温度 $T_h = 727^\circ \text{C} + 273 = 1000 \, \text{K}$,低温热源温度 $T_c = 527^\circ \text{C} + 273 = 800 \, \text{K}$。
步骤2:计算卡诺效率
根据公式 $\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$:
$\eta = 1 - \frac{800}{1000} = 1 - 0.8 = 0.2 \quad (\text{即} \, 20\%).$
步骤3:求做功
效率定义为 $\eta = \frac{W}{Q_h}$,变形得 $W = \eta Q_h$:
$W = 0.2 \times 2000 \, \text{J} = 400 \, \text{J}.$