题目
提高热机效率的方法是()A. 升高低温热源B. 升高高温热源,降低低温热源C. 工作介质水蒸气更换为理想气体D. 降低高温热源
提高热机效率的方法是()
A. 升高低温热源
B. 升高高温热源,降低低温热源
C. 工作介质水蒸气更换为理想气体
D. 降低高温热源
题目解答
答案
B. 升高高温热源,降低低温热源
解析
本题考查热机效率的相关知识以及影响热机效率的因素,解题思路是根据卡诺热机效率公式来分析各个选项对热机效率的影响。
热机效率的理论最大值由卡诺热机效率公式给出:$\eta = 1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$,其中$T_{1}$是高温热源的热力学温度,$T_{2}$是低温热源的热力学温度。
- 选项A:
升高低温热源温度$T_{2}$,在高温热源温度$T_{1}$不变的情况下,$\frac{T_{2}}{T_{1}}$的值会增大。
根据$\eta = 1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$,$\frac{T_{2}}{T_{1}}$增大则$\eta$减小,所以热机效率会降低,A选项错误。 - 选项B:
升高高温热源温度$T_{1}$,同时降低低温热源温度$T_{2}$。
对于$\frac{T_{2}}{T_{1}}$,分子$T_{2}$减小,分母$T_{1}$增大,那么$\frac{T_{2}}{T_{1}}$的值会减小。
再根据$\eta = 1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$,$\frac{T_{2}}{T_{1}}$减小则$\eta$增大,所以热机效率会提高,B选项正确。 - 选项C:
卡诺热机效率公式$\eta = 1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$只与高温热源和低温热源的温度有关,与工作介质无关。
所以将工作介质水蒸气更换为理想气体,热机效率不变,C选项错误。 - 选项D:
降低高温热源温度$T_{1}$,在低温热源温度$T_{2}$不变的情况下,$\frac{T_{2}}{T_{1}}$的值会增大。
根据$\eta = 1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$,$\frac{T_{2}}{T_{1}}$增大则$\eta$减小,所以热机效率会降低,D选项错误。