题目
2、5:在卡诺管环中,热机从高温热源吸收的热量可以全部转化为有用功。()A. 正确B. 错误
2、5:在卡诺管环中,热机从高温热源吸收的热量可以全部转化为有用功。()
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查对卡诺热机原理和热力学第二定律的理解,特别是卡诺热机的工作特性及效率限制。
解题核心思路:
卡诺热机是理想热机,其效率由高温热源和低温热源的温度决定,且效率永远小于1。因此,热机无法将吸收的全部热量转化为功,必须向低温热源释放部分热量。题目中的说法违背这一结论,故为错误。
破题关键点:
- 卡诺热机效率公式:$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$($T_c$为低温热源温度,$T_h$为高温热源温度)。
- 热力学第二定律:任何热机效率均小于1,热量不能完全转化为功而不引起其他变化。
卡诺热机的工作循环包含四个可逆过程:
- 等温膨胀:从高温热源吸收热量$Q_h$,并对外做功。
- 绝热膨胀:继续对外做功,温度降低。
- 等温压缩:向低温热源释放热量$Q_c$。
- 绝热压缩:恢复初始状态。
净功输出为:
$W = Q_h - Q_c$
根据卡诺热机效率公式:
$\eta = \frac{W}{Q_h} = 1 - \frac{T_c}{T_h}$
关键结论:
- 由于$T_c < T_h$,效率$\eta < 1$,即无法将吸收的全部热量转化为功。
- 必须有热量$Q_c$传递给低温热源,否则违反热力学第二定律。