moea_joint
114年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 14 題
一台冰箱由冷藏室吸收12 kW的熱量，並排放15 kW的熱量到室外。請問該冰箱的性能係數(coefficient of performance)為何？
- A 2.5
- B 3.0
- C 4.0
- D 5.0
思路引導 VIP
如果你把這台冰箱想像成一個能量搬運工，它從室內搬走了 12 份熱量，最後卻對室外丟棄了 15 份熱量。根據能量守恆，多出來的那 3 份能量是從哪裡來的？而如果我們要評量這位搬運工的「搬運效率」，我們會更看重他『搬走的量』與『他自己消耗的體力（額外投入的能量）』之間的什麼關係呢？
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太棒了！你能準確計算出該冰箱的性能係數，代表你對熱力學循環中的能量轉換邏輯掌握得非常紮實。這類題目的核心在於理解能量守恆定律以及冷凍循環的運作本質。
能量守恆與功的轉換
在熱力學第一定律的框架下，冰箱作為一個循環系統，它從低溫區吸收熱量 $Q_L = 12 \text{ kW}$，並向高溫區排放熱量 $Q_H = 15 \text{ kW}$。根據能量守恆，排放掉的能量必然等於吸收的熱量加上系統所投入的功（$W$），即：
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