题目
某人发明一种热机，从100^circmathrm(C)的热源吸收1000mathrm(KJ)，向20^circmathrm(C)的冷源排热产生240mathrm(KJ)的功，此热机能否实现？计算说明原因。
某人发明一种热机，从$100^{\circ}\mathrm{C}$的热源吸收$1000\mathrm{KJ}$，向$20^{\circ}\mathrm{C}$的冷源排热产生$240\mathrm{KJ}$的功，此热机能否实现？计算说明原因。
题目解答
答案
根据热力学第一定律，排热量为：
\[
Q_2 = Q_1 - W = 1000 \, \text{kJ} - 240 \, \text{kJ} = 760 \, \text{kJ}
\]
热机效率为：
\[
\eta = \frac{W}{Q_1} = \frac{240}{1000} = 24\%
\]
卡诺循环的理论最大效率为：
\[
\eta_{\text{Carnot}} = 1 - \frac{T_2}{T_1} = 1 - \frac{293}{373} \approx 21.45\%
\]
显然，$ \eta = 24\% > \eta_{\text{Carnot}} \approx 21.45\% $，违反了热力学第二定律。因此，该热机无法实现。
答案：该热机无法实现，因其效率超过了卡诺循环的理论极限。