热力学第二定律 · 可逆热机
热机效率边界探索器
同样吸收 100 单位热量，为什么有的热机能做更多功？转动两个温度旋钮，看看第二定律给出的硬边界。
η₍上限₎ = 1 − T₍冷₎ / T₍热₎
高温热源
600 K
吸热 100 单位
热机
最大做功 50.0
排向低温热源
低温热源
300 K
先设定两端温度
把温度看成热量“落差”的两端。高温端越高、低温端越低，理论上能转换为功的份额就越大。
151 K1500 K
150 K1499 K
条件已满足：600 K > 300 K。这里的温度必须使用开尔文，不能直接代入摄氏温度。
第二定律允许到哪里？
以下都按“从高温热源吸收 100 单位热量”计算；这是卡诺热机的理想可逆上限。
η₍上限₎ = 1 − 300 / 600 = 0.500 = 50.0%
卡诺效率上限
最大做功 W₍最大₎
最小排热 Q₍冷，最小₎
100 单位吸热如何分配
吸收热量
100.0
最大做功
50.0
最小排热
50.0
现在热端与冷端相差 300 K。理想情况下，一半吸热最多能转化为功，另一半仍须排出。
别把“热”当成能百分百榨干的存款
- 先问：热要往哪里流？热机要持续工作，热量必须从高温端流向低温端；只接触一个热源无法构成循环热机。
- 再问：能留下多少做功？可逆极限下，比例只由两端的绝对温度决定，和工质选什么没有关系。
- 最后看“剩下的热”Q₍冷，最小₎ = 100 × T₍冷₎ / T₍热₎。它不是机器不够努力，而是第二定律留下的底线。