题目
一可逆热机工作于高温热源 的温度为500°C,低温热源 的温度为25°C,这个热机的效率为( )。A. 20%B. 66%C. 95%D. 61%
一可逆热机工作于高温热源 的温度为500°C,低温热源 的温度为25°C,这个热机的效率为( )。
A. 20%
B. 66%
C. 95%
D. 61%
题目解答
答案
D. 61%
解析
考查要点:本题主要考查卡诺热机效率的计算,涉及热力学温度单位的转换及公式应用。
解题核心思路:
- 热力学温度转换:将摄氏度转换为开尔文(K)。
- 卡诺效率公式:$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$,其中$T_c$和$T_h$分别为低温热源和高温热源的绝对温度。
- 代入计算:注意单位统一后直接代入公式即可。
破题关键点:
- 单位转换是基础,必须将摄氏度转换为开尔文。
- 公式中温度比值的顺序(低温/高温)直接影响结果。
步骤1:温度单位转换
高温热源温度:
$T_h = 500^\circ\text{C} + 273.15 = 773.15 \, \text{K}$
低温热源温度:
$T_c = 25^\circ\text{C} + 273.15 = 298.15 \, \text{K}$
步骤2:代入卡诺效率公式
$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} = 1 - \frac{298.15}{773.15}$
步骤3:计算比值
$\frac{298.15}{773.15} \approx 0.385$
步骤4:求效率
$\eta = 1 - 0.385 = 0.615 \approx 61.5\%$
四舍五入后为61%,对应选项D。