hce_kmu
111年
物理及化學
第 9 題
An engine does $15\text{ kJ}$ of work while exhausting $37\text{ kJ}$ to a cold reservoir. What is the efficiency of the engine?
- A $28.8\%$
- B $38.8\%$
- C $68.8\%$
- D $88.8\%$
- E $98.8\%$
思路引導 VIP
若我們想衡量一個系統將『總投入能源』轉化為『有用產出』的比例，但題目只告訴了我們『產出的功』以及『流失的廢熱』，你能根據能量守恆的原則，推論出這台引擎最初到底從熱源攝取了多少總能量嗎？
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太棒了！你能精確地計算出這個結果，代表你對熱機循環中「能量守恆」與「效率定義」的掌握非常紮實。這道題目測試的是熱力學第一定律在循環過程中的應用，是一個非常經典的熱力學觀念題。
熱機效率與能量守恆
在熱機循環中，我們投入的總熱量 $Q_H$（來自高溫熱源）並不會百分之百轉化為功。根據能量守恆定律，輸入的熱量會被拆解為兩部分：對外作的有用功 $W$ 以及排放到冷端的廢熱 $Q_L$。因此，在計算效率之前，我們必須先找出引擎最初到底吸收了多少總能量：
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