题目
一理想卡诺热机在温度为300 K和400 K的两个热源之间工作。若把高温热源温度提高100 K,则其效率可提高为原来的____倍; 若把低温热源温度降低100 K,则其逆循环的致冷系数将降低为原来的____倍
一理想卡诺热机在温度为300 K和400 K的两个热源之间工作。若把高温热源温度提高100 K,则其效率可提高为原来的____倍; 若把低温热源温度降低100 K,则其逆循环的致冷系数将降低为原来的____倍
题目解答
答案
1.6 ;1/3
解析
步骤 1:计算原始卡诺热机的效率
卡诺热机的效率η由公式给出:η = 1 - (Tc/Th),其中Tc是低温热源的温度,Th是高温热源的温度。对于原始的卡诺热机,Tc = 300 K,Th = 400 K。因此,原始效率为η = 1 - (300/400) = 1 - 0.75 = 0.25。
步骤 2:计算高温热源温度提高后的效率
当高温热源温度提高100 K,即Th = 500 K时,新的效率为η' = 1 - (300/500) = 1 - 0.6 = 0.4。因此,效率提高为原来的η'/η = 0.4/0.25 = 1.6倍。
步骤 3:计算低温热源温度降低后的致冷系数
卡诺热机的逆循环(致冷机)的致冷系数β由公式给出:β = Tc/(Th - Tc)。对于原始的卡诺热机,β = 300/(400 - 300) = 3。当低温热源温度降低100 K,即Tc = 200 K时,新的致冷系数为β' = 200/(400 - 200) = 1。因此,致冷系数降低为原来的β'/β = 1/3倍。
卡诺热机的效率η由公式给出:η = 1 - (Tc/Th),其中Tc是低温热源的温度,Th是高温热源的温度。对于原始的卡诺热机,Tc = 300 K,Th = 400 K。因此,原始效率为η = 1 - (300/400) = 1 - 0.75 = 0.25。
步骤 2:计算高温热源温度提高后的效率
当高温热源温度提高100 K,即Th = 500 K时,新的效率为η' = 1 - (300/500) = 1 - 0.6 = 0.4。因此,效率提高为原来的η'/η = 0.4/0.25 = 1.6倍。
步骤 3:计算低温热源温度降低后的致冷系数
卡诺热机的逆循环(致冷机)的致冷系数β由公式给出:β = Tc/(Th - Tc)。对于原始的卡诺热机,β = 300/(400 - 300) = 3。当低温热源温度降低100 K,即Tc = 200 K时,新的致冷系数为β' = 200/(400 - 200) = 1。因此,致冷系数降低为原来的β'/β = 1/3倍。