问答题不同的热机工作于T₁=600K的高温热源及T₂=300K的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热Q₁=300kJ时，两热源的总熵变△=S。(1)可逆热机效率η=0.5；(2)不可逆热机效率η=0.45；(3)不可逆热机效率η=0.4。

【正确答案】(1)对于可逆热机
η_r=-W/Q₁=(Q₁+Q₂)/Q₁=(T₁-T₂)/T₁=0.5，Q₁=300KJ因为1+Q₂/Q₁=0.5，所以Q₂=-0.5Q₁=-150kJ。
两热源的熵变之和即为隔离系统的总熵变，即
△S_iso=(Q₁/T₂)+(Q₂/T₂)=(-300000J/600K)+(150000J/300K)
=0J·K^-1

【答案解析】

【正确答案】(2)不可逆热机的效率η=1+Q₂/Q₁=0.45，而Q₁=300kJ，Q₂=-0.55Q₁=-165kJ。故
△S_sio=(Q₁/T₁)+(Q₂/T₂)=(-300000J/600K)+(165000J/300K)
=50J·K^-1

【答案解析】

【正确答案】(3)不可逆热机的效率η=1+Q₂/Q₁=0.40，而Q₁=300kJ，Q₂=-0.60Q₁=-180kJ。故
△S_iso=(Q₁/T₁)+(Q₂/T₂)=(-300000J/600K)+(180000J/300K)
=100J·K^-1
注在η=(Q₁+Q₂)/Q₁中的热是对工作介质而言。在两热源总熵变计算中的Q是对热源而言，故符号相反。

【答案解析】