113學測自然 第24題 詳解
冰箱循環・熱機 · 多選 · 題目出處:113 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)
答案(A)(C)看逐步解析 ↓
題目
(24-25 題為題組)電冰箱的操作原理是利用低溫的冷媒來冷卻冰箱裡的食物,再用壓縮機壓縮吸收熱能後的冷媒,提高其溫度,以利於其後之散熱過程。冷媒經散熱片把熱能釋放到周遭空氣中後,經過降溫、降壓又可以用來冷卻冰箱裡的食物,如此構成冷媒的循環,而循環過程會消耗電能。
下列有關電冰箱的敘述,哪些正確?(應選 2 項)
(A) 電冰箱是利用電能作功把冰箱內的熱能轉移到冰箱外
(B) 電冰箱裡面的壓縮機的功能是把冷媒降溫並增加其壓力
(C) 於密閉隔熱室內打開空冰箱的門,通電並經長時間運轉後,平均室溫會提高
(D) 冷媒冷卻冰箱裡的食物時是處於低溫高壓狀態
(E) 冷媒的溫度低於室溫仍然可以將其熱能直接傳給周遭的空氣
下列有關電冰箱的敘述,哪些正確?(應選 2 項)
(A) 電冰箱是利用電能作功把冰箱內的熱能轉移到冰箱外
(B) 電冰箱裡面的壓縮機的功能是把冷媒降溫並增加其壓力
(C) 於密閉隔熱室內打開空冰箱的門,通電並經長時間運轉後,平均室溫會提高
(D) 冷媒冷卻冰箱裡的食物時是處於低溫高壓狀態
(E) 冷媒的溫度低於室溫仍然可以將其熱能直接傳給周遭的空氣
逐步解析
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1
先抓題意:冰箱在做什麼
電冰箱不是「製造冷」,而是用外加電能驅動冷媒循環,把冰箱內的熱搬到冰箱外。這題核心就是冷媒在壓縮、放熱、降壓、吸熱之間的狀態變化。 -
2
判斷(A):電能做功搬運熱
(A) 正確。冰箱需要消耗電能驅動壓縮機,讓冷媒在系統中循環,將冰箱內的熱能轉移到外界。這符合熱量不會自發由低溫流向高溫,必須靠外力作功的概念。 -
3
判斷(B)(D):看壓縮機與冷媒狀態
(B) 錯。壓縮機的功能是把冷媒壓縮,讓壓力上升,溫度也會升高,不是降溫。接著高溫高壓的冷媒才去散熱片放熱。
(D) 錯。冷媒在冰箱內吸熱時,通常要經過節流降壓後變成低溫低壓狀態,才能在蒸發器中吸收食物的熱量;不是低溫高壓。 -
4
判斷(C):密閉隔熱室的整體溫度
(C) 正確。把空冰箱門打開後在密閉隔熱室內長時間運轉,冰箱從室內搬走的熱,最後大多還會以壓縮機做功與放熱的形式回到房間,且電能最後也幾乎都變成熱,所以平均室溫會上升。 -
5
判斷(E):熱傳方向
(E) 錯。熱能會自發由高溫物體傳向低溫物體;若冷媒溫度低於室溫,冷媒會從周遭空氣吸熱,而不是把熱直接傳給空氣。要把熱送出去,靠的是壓縮後升溫,再讓它比外界空氣更熱。
答案
(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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常見卡點
最容易把「壓縮」想成降溫,或把「冷媒溫度低於室溫」誤判成也能放熱。看到冰箱流程時,要先分清楚壓縮機是升壓升溫,蒸發器是低壓吸熱,冷凝器是高溫放熱。
還是卡住嗎?
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