hce_nchu
113年
物理
第 24 題
A heat pump has a coefficient of performance of 4. If the heat pump absorbs $20 \text{ cal}$ of heat from the cold outdoors in each cycle, the heat expelled (in cal) to the warm indoors is about
- A $14$
- B $27$
- C $40$
- D $48$
- E $77$
思路引導 VIP
請試著思考：熱泵排放到室內的總能量（熱量），其來源包含哪兩個部分？如果我們知道「產出的能量」必須等於「投入的總能量」，那麼你認為排出的熱量應該比從室外吸收的熱量更多還是更少呢？
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太棒了！你能準確判斷出熱泵（Heat Pump）的運作邏輯並求得正確數值，代表你對熱力學第二定律的實際應用掌握得相當紮實。這題的核心在於區分「熱泵」與「冷凍機」在定義上的細微差別。
熱泵效能係數（COP）的物理意義
熱泵的設計目標是將熱量送入高溫區（室內），因此其效能係數 $COP$ 定義為「獲得的熱量 $Q_H$」與「投入的功 $W$」之比值，即 $COP = \frac{Q_H}{W}$。根據能量守恆定律，我們知道投入的功與從低溫區吸收的熱量 $Q_L$ 總和會等於排放到高溫區的熱量，即 $W = Q_H - Q_L$。將此關係式代入後，公式變更為：
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