請(qǐng)問(wèn)為什么卡諾熱機(jī)的效率是最高的?
請(qǐng)問(wèn)為什么卡諾熱機(jī)的效率是最高的?
物理書(shū)上寫(xiě)的是每一步均采取可逆變換,所以效率最高.請(qǐng)問(wèn)為什么每一步采取可逆變換的效率就最高?
書(shū)上的證明是把一個(gè)卡諾熱機(jī)倒過(guò)來(lái)和一個(gè)假定更高效的不可逆熱機(jī)放在一起來(lái)證明,可是我覺(jué)得太牽強(qiáng)了,因?yàn)榻忉専崃W(xué)第二定律時(shí)是把兩個(gè)不可逆的放在一起的。這樣好像無(wú)法說(shuō)明不可逆本身就一定比可逆效率低,如果假定不可逆與可逆效率一樣,那么也就是說(shuō)卡諾熱機(jī)的效率不可逆熱機(jī)也能達(dá)到么?
物理書(shū)上寫(xiě)的是每一步均采取可逆變換,所以效率最高.請(qǐng)問(wèn)為什么每一步采取可逆變換的效率就最高?
書(shū)上的證明是把一個(gè)卡諾熱機(jī)倒過(guò)來(lái)和一個(gè)假定更高效的不可逆熱機(jī)放在一起來(lái)證明,可是我覺(jué)得太牽強(qiáng)了,因?yàn)榻忉専崃W(xué)第二定律時(shí)是把兩個(gè)不可逆的放在一起的。這樣好像無(wú)法說(shuō)明不可逆本身就一定比可逆效率低,如果假定不可逆與可逆效率一樣,那么也就是說(shuō)卡諾熱機(jī)的效率不可逆熱機(jī)也能達(dá)到么?
物理人氣:134 ℃時(shí)間:2019-10-23 06:01:34
優(yōu)質(zhì)解答
一切可逆熱機(jī)的效率都相等,都等于卡諾熱機(jī)的效率.這個(gè)的證明要用反證法.假設(shè)有熱機(jī)的效率比卡諾熱機(jī)還大,那么用這臺(tái)熱機(jī)去驅(qū)動(dòng)一個(gè)逆卡諾循環(huán).你會(huì)得到這樣一個(gè)結(jié)果,這臺(tái)熱機(jī)從高聞熱源吸收一定熱量Q1,對(duì)外做一定的功W1,同時(shí)向低溫?zé)嵩捶艧酫2.因?yàn)樗男时瓤ㄖZ循環(huán)高,所以它只須一個(gè)小于W1功W2就可以驅(qū)動(dòng)逆卡諾循環(huán)使得Q2的熱量從低溫?zé)嵩捶祷馗邷責(zé)嵩?綜合起來(lái)你會(huì)發(fā)現(xiàn),從總體上看這整個(gè)過(guò)程相當(dāng)于從高溫?zé)嵩次樟艘欢岵⑶彝耆兂闪斯Γ╓1-W2)而沒(méi)有產(chǎn)生其它影響.這不符合熱力學(xué)第二定律.所以任何熱機(jī)效率不可能高過(guò)卡諾熱機(jī)效率.同理可以證明,任何熱機(jī)效率不可能高過(guò)任意的可逆循環(huán).結(jié)論就出來(lái)了.一切可逆熱機(jī)效率都相等,且等于卡諾熱機(jī)效率.
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