高考申論題
107年
[核子工程] 工程熱力學
第 四 題
四、一個發明家設計了一個熱泵，宣稱可以用 2 kW 的功（work），自-3℃的室外環境移動 20 kW 的能量到 27℃的室內，請用克勞希爾斯不等式（Clausius Inequality）驗證該發明家的說詞是否屬實。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到檢驗發明家說詞的題目，首要直覺是「是否違反熱力學第二定律」。依題意指定使用「克勞希爾斯不等式」，須先將溫度轉為絕對溫度（K），並利用第一定律（能量守恆）求出高溫排熱量，最後計算循環積分 $\oint \frac{\delta Q}{T}$，若結果大於零則代表該循環不可能存在。
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【解題思路】結合熱力學第一定律求出系統高溫排熱量，再運用克勞希爾斯不等式（Clausius Inequality）進行熱力學第二定律之不可逆性檢驗。 【詳解】 已知：
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