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高校物理、熱効率について質問します

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ID非公開さん

2019/1/1200:45:37

高校物理、熱効率について質問します

熱効率の公式の分子の

W正味= Qin-Qout
(W正味= PVグラフの囲んだ面積)
この時内部エネルギーは増減しないのでしょうか?
そもそも考える必要がないのですか?


また、W正味はした仕事-された仕事でも出せると思うのですが、それだとQin=した仕事になってしまいます。

熱効率が聞かれるのは等温変化に限るのですか?

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回答数:
1

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ベストアンサーに選ばれた回答

hep********さん

2019/1/1201:30:13

熱効率はサイクルの1周について考えます。サイクルなので、途中で内部エネルギーは増減しますが、同じ温度(圧力、体積)の点に一周して戻ってくると、(温度だけで決まる)内部エネルギーは元に戻り、トータルで⊿U=0となります。

等温変化だけではサイクルを1周してもとへ戻らせることができないので、「等温変化に限る」ことはありません。

等温変化であれば、確かに(した仕事)=Qin、(された仕事)=Qout になりますが、「等温変化だから」W正味=(した仕事)-(された仕事)=Qin-Qout となっているわけではありません。
サイクル中にかならず等温変化以外の過程がはいっているので、各過程では ⊿U=Win+Qin に従って、Wout<Qin になったりWout>Qin や Wout=Qinになったりしながら、一周回ったトータルで、
W正味=(した仕事)-(された仕事)=Qin-Qout になっているのです。

  • hep********さん

    2019/1/1201:33:52

    補足:等温変化で同じ経路をたどって(ずっと同じ温度で)もとへ戻すことは可能ですが、した仕事と同じ仕事をされるだけなので熱機関にはなりません。

返信を取り消しますが
よろしいですか?

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質問した人からのコメント

2019/1/13 01:53:21

解説ありがとうございます、理解できました。
教育関係の方でしょうか?とてもわかりやすかったです。
仮に教育関係の方なら生徒さんたちが羨ましいです。

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