题目
一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作,试计算(1)热机效率(2)若低温热源不变,要使热机效率提高到80%,则高温热源温度需提高多少?(3)若高温热源不变,要使热机效率提高到80%,则低温热源温度需降低多少?
一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作,试计算
(1)热机效率
(2)若低温热源不变,要使热机效率提高到80%,则高温热源温度需提高多少?
(3)若高温热源不变,要使热机效率提高到80%,则低温热源温度需降低多少?
题目解答
答案
(1)卡诺热机效率$$η=1-\frac{T_2}{T_1} =70%$$
(2)低温热源温度不变,若$$η=1-\frac{300}{T_1}=80%$$
要求$$T_1=1500K$$,高温热源温度需提升500K
(3)高温热源温度不变,若$$η=1-\frac{T_1}{1000}=80%$$
要求$$T_1=200K$$,低温热源温度需降低100K
解析
步骤 1:计算卡诺热机效率
卡诺热机效率的计算公式为$$η=1-\frac{T_2}{T_1}$$,其中$$T_1$$是高温热源的温度,$$T_2$$是低温热源的温度。将题目中给出的温度值代入公式中,可以计算出热机效率。
步骤 2:计算高温热源温度需提高多少
若要使热机效率提高到80%,则需要计算出新的高温热源温度$$T_1$$。根据卡诺热机效率的计算公式,可以得到$$T_1$$的表达式,然后代入已知的低温热源温度和目标效率,求解出$$T_1$$的值。
步骤 3:计算低温热源温度需降低多少
若要使热机效率提高到80%,则需要计算出新的低温热源温度$$T_2$$。根据卡诺热机效率的计算公式,可以得到$$T_2$$的表达式,然后代入已知的高温热源温度和目标效率,求解出$$T_2$$的值。
卡诺热机效率的计算公式为$$η=1-\frac{T_2}{T_1}$$,其中$$T_1$$是高温热源的温度,$$T_2$$是低温热源的温度。将题目中给出的温度值代入公式中,可以计算出热机效率。
步骤 2:计算高温热源温度需提高多少
若要使热机效率提高到80%,则需要计算出新的高温热源温度$$T_1$$。根据卡诺热机效率的计算公式,可以得到$$T_1$$的表达式,然后代入已知的低温热源温度和目标效率,求解出$$T_1$$的值。
步骤 3:计算低温热源温度需降低多少
若要使热机效率提高到80%,则需要计算出新的低温热源温度$$T_2$$。根据卡诺热机效率的计算公式,可以得到$$T_2$$的表达式,然后代入已知的高温热源温度和目标效率,求解出$$T_2$$的值。