题目
13-5 一台工作于温度分别为327°C和27°C的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J,则对外做功( ）(A)2000J(B)1000J(C)4000J(D)500J
13-5 一台工作于温度分别为327°C和27°C的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J,则对外做功( ）
(A)2000J
(B)1000J
(C)4000J
(D)500J
题目解答
答案
1. 转化为绝对温度：
高温热源温度：327°C + 273.15 = 600.15 K
低温热源温度：27°C + 273.15 = 300.15 K
2. 计算卡诺热机效率：
由卡诺效率的定义有：
所以，卡诺热机的效率是0.5或50%。
3. 计算热机做的工作：
热机做的工作等于它从高温热源吸取的热量与放到低温热源的热量之差。使用效率公式，我们有：
所以，答案是：(B) 1 000 J。
解析
步骤 1：将温度转换为绝对温度
高温热源温度：327°C + 273.15 = 600.15 K
低温热源温度：27°C + 273.15 = 300.15 K
步骤 2：计算卡诺热机的效率
卡诺热机的效率由公式给出：$\eta = 1 - \dfrac{T_{低温}}{T_{高温}}$
将步骤1中的温度值代入，得到：$\eta = 1 - \dfrac{300.15}{600.15} = 0.5$ 或 50%
步骤 3：计算热机做的功
热机做的功等于它从高温热源吸取的热量与放到低温热源的热量之差。使用效率公式，我们有：$W = \eta \times Q_{高温}$
将步骤2中的效率值和题目中给出的吸热量代入，得到：$W = 0.5 \times 2000J = 1000J$
高温热源温度：327°C + 273.15 = 600.15 K
低温热源温度：27°C + 273.15 = 300.15 K
步骤 2：计算卡诺热机的效率
卡诺热机的效率由公式给出：$\eta = 1 - \dfrac{T_{低温}}{T_{高温}}$
将步骤1中的温度值代入，得到：$\eta = 1 - \dfrac{300.15}{600.15} = 0.5$ 或 50%
步骤 3：计算热机做的功
热机做的功等于它从高温热源吸取的热量与放到低温热源的热量之差。使用效率公式，我们有：$W = \eta \times Q_{高温}$
将步骤2中的效率值和题目中给出的吸热量代入，得到：$W = 0.5 \times 2000J = 1000J$