第 2 题
可逆卡诺热机在绝对温度 的两热源间工作,每个循环从高温热源吸收热量 。求效率 、排出的热量 和输出功 。 (a) 用可逆循环的克劳修斯等式联系 。(b) 由热力学第一定律求功 和效率 。(c) 考察 与 两种极限并解释其物理意义,说明为何必须使用绝对温度。 热量均表示正的大小,功表示热机对外输出;两热源温度保持恒定。 可逆热机每循环吸收热量 并排出 。求效率和功,并比较两热源温差消失与冷源温度趋零时的极限。 吸热与排热均按正的大小处理,热力学第一定律中的功按热机输出定义。极限结果应与卡诺效率的物理意义一致。 因 ,所得排热小于吸热、输出功为正,效率介于零与一之间。 温差为零时热机不能输出功,冷源温度降低时效率增大;这些极限检验应与公式一致。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
解可逆关系得排热量 。由于 ,有 ,符合热机排热情形。
problems.proof.pitfall. 易错点:把摄氏温度代入卡诺公式。比值 只有在使用开尔文绝对温度时才成立。