卡诺循环中的效率计算
在热力学中，当题目给出高温热源温度为127摄氏度，低温热源温度为27摄氏度时，这通常是一个关于热机或制冷机效率的经典问题，尤其是与卡诺循环相关。首先，我们必须将摄氏温度转换为热力学温标（开尔文），因为所有热力学公式都基于绝对温度。计算可得：高温热源温度 T₁ = 127 + 273 = 400 K，低温热源温度 T₂ = 27 + 273 = 300 K。这两个温度值定义了一个理想热机工作的极限环境。
理想热机效率与现实意义
对于工作在这两个热源之间的卡诺热机（理想可逆热机），其最大效率仅由温度决定，计算公式为 η = 1 - T₂/T₁。代入数据：η = 1 - 300/400 = 1 - 0.75 = 0.25 或 25%。这意味着，即使在最理想、无摩擦、准静态的可逆过程中，从高温热源吸收的热量也最多只有25%可以转化为有用的机械功，其余75%的热量必须排放到低温热源。这个计算结果深刻地揭示了热功转换的基本限制，并为我们评估实际热机（如汽车发动机、发电厂涡轮机）的性能提供了一个黄金标准。
反之，如果考虑在这两个温度间运行的卡诺制冷机或热泵，其性能系数则会不同。例如，制冷系数（用于制冷模式）为 ε_c = T₂/(T₁ - T₂) = 300/(400-300) = 3。这表明，消耗一份单位的功，最多可以从低温冷库（27°C环境）向高温环境（127°C）转移三份单位的热量。这类计算不仅巩固了对热力学第二定律的理解，也在工程设计和能源利用方面具有重要的指导价值。
