题目
在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机,其最大效率为( )。A. 100 %B. 75 %C. 25 %D. 20 %
在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机,其最大效率为( )。
A. 100 %
B. 75 %
C. 25 %
D. 20 %
题目解答
答案
D. 20 %
解析
考查要点:本题主要考查卡诺热机效率公式的应用,以及温度单位的转换。
解题核心思路:
卡诺热机的效率公式为 $\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$,其中 $T_c$ 和 $T_h$ 分别为低温热源和高温热源的绝对温度(单位:开尔文)。题目中给出的温度是摄氏度,需先转换为开尔文,再代入公式计算。
破题关键点:
- 单位转换:将摄氏度转换为开尔文($T(K) = t(℃) + 273.15$)。
- 公式应用:正确代入公式并计算效率,注意避免直接使用摄氏度值导致错误。
步骤1:温度转换
- 高温热源温度:$T_h = 100℃ + 273.15 = 373.15 \, \text{K}$
- 低温热源温度:$T_c = 25℃ + 273.15 = 298.15 \, \text{K}$
步骤2:代入卡诺效率公式
$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} = 1 - \frac{298.15}{373.15}$
步骤3:计算比值
$\frac{298.15}{373.15} \approx 0.8$
步骤4:求效率
$\eta = 1 - 0.8 = 0.2 = 20\%$
结论:最大效率为 $20\%$,对应选项 D。