演示约定:固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ。令高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)=600 K,计算 [1−300/Tₕ]×100%,得到卡诺效率 η=50 %。提高热源温度能提高理论上限,但只要冷源温度大于 0,效率就不可能达到 100%。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)”时,卡诺效率 η会怎样变化?
任何在两个热源间工作的可逆热机,其最高效率只由冷热源绝对温度决定。 在交互演示中,纵轴严格表示“卡诺效率 η”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:η:最高效率;Tₕ:高温热源温度;T𝒸:低温热源温度。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)”,其余量采用明确的演示约定:固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 η=1−T𝒸/Tₕ 建立计算关系。当前模型的实际计算是:计算 [1−300/Tₕ]×100%。
提高热源温度能提高理论上限,但只要冷源温度大于 0,效率就不可能达到 100%。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:温度必须使用 K,且 Tₕ>T𝒸;真实热机效率低于卡诺上限。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ。令高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)=600 K,计算 [1−300/Tₕ]×100%,得到卡诺效率 η=50 %。提高热源温度能提高理论上限,但只要冷源温度大于 0,效率就不可能达到 100%。
温度必须使用 K,且 Tₕ>T𝒸;真实热机效率低于卡诺上限。
固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ
读图时先看横轴“高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)”,再看纵轴“卡诺效率 η”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)”,在“固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 η=1−T𝒸/Tₕ。
调节“高温热源 Tₕ(T𝒸=300 K)”,在“固定低温热源 T𝒸=300 K,控制高温热源 Tₕ”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 η=1−T𝒸/Tₕ。
当前输入为 600 K,实时结果为 50 %。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。