题目
关于热机效率说法正确的是()A. 所有热机中,卡诺热机效率最高,等于1B. 所有热机的效率都是小于1的C. 不能确定,和工作介质有关D. 热机效率最大可以大于1
关于热机效率说法正确的是()
A. 所有热机中,卡诺热机效率最高,等于1
B. 所有热机的效率都是小于1的
C. 不能确定,和工作介质有关
D. 热机效率最大可以大于1
题目解答
答案
B. 所有热机的效率都是小于1的
解析
本题考查热机效率的相关知识。解题的关键在于理解热机效率的定义以及热力学第二定律对热机效率的限制。
热机效率的定义
热机效率$\eta$的计算公式为$\eta=\frac{W}{Q_{吸}}$,其中$W$是热机对外做的有用功,$Q_{吸}$是热机从高温热源吸收的热量。
热力学第二定律对热机效率的限制
根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。这意味着热机在工作过程中,必然会有一部分热量$Q_{放}$释放到低温热源中,即$Q_{吸}=W + Q_{放}$。
对各选项的分析
- A选项:卡诺热机是一种理想热机,其效率$\eta_{卡}=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$,其中$T_{1}$是高温热源的热力学温度,$T_{2}$是低温热源的热力学温度。由于$T_{2}\gt0K$,所以$\frac{T_{2}}{T_{1}}\gt0$,则$\eta_{卡}\lt1$,A选项错误。
- B选项:因为热机工作时必然有热量散失到低温热源,即$Q_{放}\gt0$,那么$W\lt Q_{吸}$,根据热机效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{吸}}$,可得$\eta\lt1$,所以所有热机的效率都是小于1的,B选项正确。
- C选项:热机效率主要取决于高温热源和低温热源的温度,而不是工作介质,C选项错误。
- D选项:由前面的分析可知,热机效率$\eta\lt1$,不可能大于1,D选项错误。