题目
12.单选(2分)有人设计一台卡诺热机(可逆的)。每循环一次可从400 K的高温热源吸热2000 J,向300 K的低温热源放热1500 J.同时对外作功500J,这样的设计是A.可以的,符合热力学第二定律B.不行的,卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量C.不行的,这个热机的效率小于理论值D.不行的,这个热机的效率超过理论值
12.单选(2分)
有人设计一台卡诺热机(可逆的)。每循环一次可从400 K的高温热源吸热2000 J,向300 K的低温热源放热1500 J.同时对外作功500J,这样的设计是
A.可以的,符合热力学第二定律
B.不行的,卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量
C.不行的,这个热机的效率小于理论值
D.不行的,这个热机的效率超过理论值
题目解答
答案
B.不行的,卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量。
根据热力学第二定律,卡诺循环的效率为:

其中,η表示效率,Tc表示低温热源的温度,Th表示高温热源的温度。
根据提供的信息,低温热源的温度为300 K,高温热源的温度为400 K。根据卡诺循环的定义,从高温热源吸热2000 J,放热1500 J到低温热源,并对外作功500 J。
根据能量守恒定律,吸收的热量必须等于放出的热量加上对外做的功:
然而,根据提供的信息,放出的热量只有1500 J,而对外作功为500 J,这与能量守恒定律不符,因此这个设计是不可行的。