113學測自然 第24題 詳解

答案(A)(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   冷媒四部曲

   先把題幹的冷媒循環整理成四站：一、低溫低壓的冷媒在冰箱內吸收食物的熱（蒸發吸熱）；二、壓縮機壓縮冷媒，壓力與溫度一起升高；三、高溫冷媒在散熱片把熱釋放給周遭空氣（此時冷媒溫度高於室溫，熱才會往外流）；四、經降溫、降壓回到低溫低壓狀態，重新進冰箱吸熱。循環要持續，就必須不斷輸入電能對冷媒作功。
2. 2

   (A)對(B)錯

   熱不會自動從低溫處流向高溫處，要把冰箱內（低溫）的熱搬到冰箱外（高溫），必須由外界作功——冰箱正是用電能驅動壓縮機作功來完成這件事，(A) 正確。壓縮機的功能是壓縮冷媒：加壓的同時溫度也升高，目的是讓冷媒變得比室溫更熱以利散熱，說它「把冷媒降溫」正好說反了，(B) 錯誤。
3. 3

   (C) 對

   在密閉隔熱室內打開空冰箱的門通電運轉：冰箱從房間吸走的熱，又全數經散熱片排回同一個房間，搬熱的部分互相抵消；但每一圈循環消耗的電能作功後最終都轉為熱留在室內。房間與外界隔熱、熱出不去，長時間運轉後平均室溫必然升高，(C) 正確。開著冰箱門是沒辦法讓房間變涼的。
4. 4

   (D)(E)錯

   (D) 錯：由第一站可知，冷媒冷卻食物時是「低溫低壓」狀態——題幹也明說冷媒要先經過降溫、降壓才去冷卻食物，「低溫高壓」與此不符。(E) 錯：熱只會自動從高溫傳向低溫；冷媒溫度若低於室溫，熱反而會從空氣流進冷媒，冷媒不可能把熱直接傳給空氣。正因如此，才需要壓縮機先把冷媒升溫到高於室溫，散熱片那一段才排得出熱。
5. 5

   結論

   逐項檢驗：(A)(C) 正確，(B)(D)(E) 分別在壓縮機功能、冷媒狀態與熱流方向上說反。答案選 (A)(C)。

關鍵觀念：#熱力學第二定律 #冷凍循環 #能量守恆

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