第三章 习 题

3．1 卡诺机在T1＝600K的高温热源和T2＝300K的低温热源间工作，求

（1） 热机效率

。

时，系统从高温热源吸收的热

及向低温热源放出的热

。

（2） 当向环境作功

解：由机热效率的定义

可求：（1）

（2）

又

3．2 卡诺热机在（1） 热机效率

；

时，系统对环境作的功

及向低温热源放出的热

的高温热源和的低温热源间工作，求：

（2） 当从高温热源吸热解： 由卡诺循环的热机效率得出

得 （1）

（2）

3．3 卡诺热机在（1） 热机效率 （2）

解： （1）

；

当向低温热源放热

时，系统从高温热源吸热

及对环境所作的功

。

的高温热源和

的低温热源间工作，求

（2）

3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功出的功。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率力学第二定律的克劳修斯说法。 证： （反证法） 设

等于不可逆热机作

，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热

不可逆热机从高温热源吸热则

，向低温热源放热，对环境作功

逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热

则

若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热

不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即

总的结果是：得自单一低温热源的热就违背了克劳修斯说法。

3．5 高温热源温度解： 根据定义：

，低温热源温度

，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也

，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。

3．8 已知氮（）的摩尔定压热容温度的函数关系为

初始态为300K，100Kpa下1mol的衡态时Q、及

解： 置于1000K的热源中，求下列二过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平

（1） 恒压

（2） 恒容

n=1mol 状态（1）

（1） 恒压过程

n=1mol 状态（2）