어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5… | [자동차정비기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

열기관의 효율을 검토하면 위배되는 법칙을 판단할 수 있다. 주어진 조건에서 열입력 $Q_H = 1800\text{ kJ/h} = \frac{1800}{3600}\text{ kJ/s} = 0.5\text{ kW}$이고, 출력(일의 일률) $W = 0.5\text{ kW}$이므로, 열기관의 효율은 $\eta = \frac{W}{Q_H} = \frac{0.5}{0.5} = 1 = 100\%$이다. 
열기관이 공급받은 열을 모두 일로 변환하고 배출열이 없다는 의미인데, 이는 제2법칙(클라우지우스 표현: 저온 물질로부터 고온 물질로 열이 자발적으로 이동할 수 없다, 또는 켈빈-플랑크 표현: 단일 열원으로부터 열을 받아 이를 모두 일로 변환하는 열기관은 불가능)에 직접 위배된다. 제1법칙(에너지 보존)은 만족하지만(입력 0.5kW = 출력 0.5kW), 제2법칙에서 열기관의 효율은 항상 $\eta < 1$이어야 한다.