题目
工作于300 K与150K两个热源间的卡诺热机效率= ()热温商之和= ()A. 0.5;0.5B. 0.5;0C. 0;0.5D. 0;0
工作于300 K与150K两个热源间的卡诺热机效率= ()热温商之和= ()
A. 0.5;0.5
B. 0.5;0
C. 0;0.5
D. 0;0
题目解答
答案
B. 0.5;0
解析
考查要点:本题主要考查卡诺热机的效率公式及热温商的概念,属于热力学第二定律的应用。
解题核心思路:
- 卡诺热机效率公式:效率 $\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$,其中 $T_h$ 和 $T_c$ 分别为高温热源和低温热源的温度(需为绝对温度)。
- 热温商之和:对于卡诺循环(可逆过程),吸收的热量 $Q_h$ 与高温热源温度 $T_h$ 的比值,加上放出的热量 $Q_c$ 与低温热源温度 $T_c$ 的比值,总和为 $0$,即 $\frac{Q_h}{T_h} + \frac{Q_c}{T_c} = 0$。
破题关键点:
- 公式直接代入:直接利用卡诺效率公式计算效率。
- 热温商性质:明确卡诺循环中热温商之和恒为 $0$,与具体过程无关。
卡诺热机效率计算
根据公式 $\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$,代入 $T_h = 300\ \text{K}$ 和 $T_c = 150\ \text{K}$:
$\eta = 1 - \frac{150}{300} = 1 - 0.5 = 0.5$
热温商之和计算
对于卡诺循环,有 $\frac{Q_h}{T_h} = \frac{Q_c}{T_c}$,因此:
$\frac{Q_h}{T_h} + \frac{Q_c}{T_c} = \frac{Q_h}{T_h} - \frac{Q_h}{T_h} = 0$