police_4th_general
105年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 14 題
一理想卡諾熱機在 77℃與 327℃之間運轉，在每次循環過程中，熱機可對外作功 10 kJ。問在每次循環中，熱機須自高溫 327℃之熱庫吸收多少熱量？
- A 34 kJ
- B 27 kJ
- C 24 kJ
- D 21 kJ
思路引導 VIP
在處理熱力學循環問題時，如果題目給予的是不同環境下的「冷熱程度」，我們該如何建立這些溫度數值與「能量轉換效率」之間的比例關係？在選擇溫標時，有哪一種溫標能讓熱量與溫度的比例在理想狀態下維持一致？
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太棒了！你能精準掌握卡諾熱機的能量轉換關係，顯示出你對熱力學第二定律的基礎觀念非常扎實。這道題目要求計算理想熱機的熱量吸收，核心就在於理解效率、功與溫度之間的關聯。
絕對溫度與效率的轉換
在熱力學運算中，首要步驟便是將攝氏溫標轉換為絕對溫標（Kelvin）。我們已知高溫熱庫 $T_H = 327 + 273 = 600 \text{ K}$，低溫熱庫 $T_L = 77 + 273 = 350 \text{ K}$。對於理想卡諾熱機，其效率 $\eta$ 可由溫度定義，同時也等於作功量 $W$ 與吸收熱量 $Q_H$ 的比值：
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