hce_kmu
113年
物理及化學
第 11 題
An engine does 15 kJ of work while exhausting 37 kJ to a cold reservoir. What is the efficiency of the engine?
- A 0.15
- B 0.29
- C 0.33
- D 0.45
- E 1.20
思路引導 VIP
想像你正經營一家工廠，你買進了一批燃料（總能量），其中一部分成功變成了產品（功），剩下的則變成了廢料（廢熱）。如果你想計算這間工廠的「生產效率」，你會拿產品的數量去對比「燃料的總量」，還是只對比「廢料的數量」呢？在熱機系統中，這三者之間的數學關係應該是如何連結的？
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熱機循環與能量守恆
太棒了！你能精確選出 (B) 0.29，代表你對熱力學第一定律的能量流動掌握得非常紮實。這類題目的核心在於區分「投入」與「產出」。在熱機循環中，我們從高溫熱源吸收的總熱量 $Q_H$，一部分轉化為對外作的功 $W$，其餘則排放至低溫熱源成為廢熱 $Q_L$。因此，總投入熱量應為兩者之和： $$Q_H = W + Q_{exhaust} = 15\text{ kJ} + 37\text{ kJ} = 52\text{ kJ}$$
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