Re: [題目] 關於普通物理的一個問題
※ 引述《akjil (魯魯米)》之銘言：
: [領域]普通物理學中的熱機問題 (題目相關領域)
: [來源]台大100年普物考古題 (課本習題、考古題、參考書...)
: [題目]考慮我們有250公克的水在0度C，我們想要把水變成冰藉由把它放入冰箱中
: ，冰箱的溫度保持在負23度C，而冰箱是在27度C的環境下運作的，請問最小需要
: 多少的電能(意即作功)必須提供給冰箱去把水結成冰(應該是全部的水變成全部的冰)
: [瓶頸]這一題我遇到的困難點是我列出(假設整個系統包含27度C的環境是封閉系統)
: deltaS>=0然後再把系統的S變化列出來去找：
: 以下是我的算式：
: Qh=W+Qc(小寫代表熱庫跟冷庫)
: Qc我覺得是放冰塊的總凝固熱(不知道這樣的想法有沒有錯，這是第一個疑惑點，
: 有沒有可能水釋放的熱一部分給冷庫，一部分給熱庫，不過我覺得這個可能性比較低，
: 感覺題目不會這麼複雜)
: 第二個也是最主要的疑惑：我在列出封閉系統的S的變化有兩種想法：
: 1.-83500/250+Qh/300>=0
: 2.-83500/273+Qh/300>=0 (寫寫自己的想法，方便大家為你解答)
: 就是我不太清楚S的變化S/T對冷庫來講，T要放水的溫度還是冷庫的溫度。
: 非常感謝！
先簡單的寫一下解法:
the efficiency of a Carnot engine:η=1-(Tc)/(Th)=1-250/300=1/6
heat of fusion of water=(334kJ/kg)*250g=73.5kJ
minimum work required=73.5/(1/6)=441(kJ)
這樣做的理由:
1)顯然的，這是一部熱機
2)冷庫:冰箱內部 熱庫:外界
3)一部熱機的最高效率也就是卡諾熱機的效率
4)另外，這是逆循環，所以會從熱庫放熱，從冷庫吸熱
很有趣的是，我們的熱機並沒有直接對水作功。事實上是冷庫和水接觸。
但是，你也可以改成這樣想:
從冷庫吸掉這樣的熱，必須做多少功?
對一部卡諾熱機，Tc/Th正比於Qc/Qh，所以:
Qc/Qh=Tc/Th=5/6
而W=Qh-Qc，用這樣的想法一樣可以得到所需的功
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◆ From: 218.167.62.197
剛才有點想錯，修正一下
※ 編輯: GroundWalker 來自: 218.167.62.197 (02/07 21:26)
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