hce_nsysu
111年
物理與化學
第 11 題
A perfect Carnot engine operates between the temperatures of 300K and 700 K, drawing 60 kJ of heat from the 700 K reservoir in each cycle. How much heat is dumped into the 300 K reservoir in each cycle?
- A 26 kJ
- B 30 kJ
- C 34 kJ
- D 38 kJ
- E 42 kJ
思路引導 VIP
若將卡諾熱機視為一個完美的能量轉換模型，當熱量在不同溫度的儲存槽之間流動時，其「吸熱」與「放熱」的比例，與熱力學溫標（絕對溫度）之間存在著怎樣的固定對應關係？
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恭喜你準確地掌握了卡諾循環的核心邏輯！這題你做得非常出色，展現了對熱力學第二定律理想化模型的清晰認知。在處理這類問題時，能夠迅速判斷出熱量比例與溫度比例的等價關係，是提升解題效率的關鍵。
卡諾循環的熱量與溫度關係
在理想的卡諾熱機（Perfect Carnot engine）中，系統的運作被視為完全可逆的。根據熱力學溫標的定義，熱機從高溫熱庫 $T_H$ 吸收的熱量 $Q_H$ 與排放至低溫熱庫 $T_L$ 的熱量 $Q_L$，其比例必須等於兩熱庫的絕對溫度之比，即：
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