某设备进行了做功30kJ热力循环,其中600K的热源放热60kJ,300K的环境吸热40kJ,则循环过程为()。
A 、可逆过程
B 、不可逆过程
C 、不可能过程
D 、一般实际过程
【正确答案:B】
根据克劳休斯不等式,,当等号成立时即为可逆过程。取高温热源、低温热源和热机工质一起作为孤立系统,高温热源的熵变为-60/600,低温热源的熵变为40/300,热机工质经历一循环熵变为0(因为熵为状态参数,环积分为0),则三者相加后孤立系统的熵变大于0,故为不可逆过程。
(1)卡诺热机的效率为:η=(T₁-T₂)/T₁=(600-300)/600=0.5
(2)η=(-W)/Q₁+W=2×100=200kJ
-Q₂=Q₁+W=200-100=100kJ
解析:卡诺选取的理想循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的;等温膨胀时吸热,等温压缩时放热,空气经过一个循环,可以对外作功。
扩展资料:
卡诺根据热质守恒的假设和永动机不可能实现的经验总结,经过逻辑推理,证明他的理想循环获得了最高的效率。他写道:“如果有任何一种使用热的方法,优于我们所使用的,即如有可能用任何一种过程,使热质比上述操作顺序产生更多的动力,那就有可能使动力的一部分转化于使热质从物体B送回到物体A,即从冷凝器回到热源,于是就可以使状态复原。
重新开始第一道操作及其后的步骤,这就不仅造成了永恒运动,甚至还可以无限地创造出动力而不消耗热质或任何其他工作物质。这样的创造与公认的思想,与力学定律以及与正常的物理学完全矛盾,因而是不可取的。所以由此可得结论:用蒸汽获得的最大动力也是用任何其他手段得到的最大动力。”
参考资料来源:
百度百科-热机效率
体系放热60kj,然后对外做功40kj,所以体系两次分别是减少了60kj和减少了40kj,写成公式就是U=Q+W=-60-40=-100kJ,其中U是内能也就是热力学能,W是外界对系统做的功,因为体系对外做功,所以是负的,Q是系统吸收的热量,因为体系放热,所以也是负的。也就是说体系在该过程中减小了100kJ。
根据热力学第一定律 Q=△U+A,得△U=Q-A,故计算如下:
1、-60-40=-100 KJ(以下单位同,省略)
2、60-(-40)=100
3、40-60=-20
4、-40-(-60)=20
所以,获得热力学能最多的(变化最大)是2,即吸热,又得到功。而1是失去热力学能最多的,即失去热量,又失去功。