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高温符源から熟量 Q。 を受け取って外部に仕事 『" をし, 低温圭源に
おいては のaー Qu の関係がめる。また, このときの部効率は eニ
re=1 となる熱機関はない」というのが熟力学第二法則である。
(1) 葵力学第一法則「ガ=ニー" (P/: 物体がした仕事)』 において 装
置Aの内部エネルギーの変化は コソ=0, 装置Aが吸収した熱量のは
の一の, 装置Aがした仕事史/は 叱 であるので
0=のー@Q一 よって pニ@ー@c
(の 共効率の式 「。 see 」より
_@ム-@。
(3) 問題の条件より, @>0, Q:>0 であるから 登>0 となる。よって,
(⑳の結果である@式より
0に0 08
ム。、 PO
ゆえに 常に名効率 e、く1" となる。
……⑨
パ で
@三
(⑲ 全-全 より 0。=-溝@。であるから, これを⑧残に代太しで
7。
3 @-信9 な
PT 充
よって, -革が最小になるとき ex は最大になるので, 27 (低温源の則
度) は① 27*C, 人f (高温熱源の温度) は③ 2027 *C。
人 と 2 が絶対温度であることに注意すると, このときの欠効率は
ニュー-273圭27 _」_ 300 _( se9.…=
ムーューラ23T2027 「 2300 569…=0.87
Os を放出する秀機関
と守一 ae <1 である。
@a
|
還 ①) (②の結果より
ムーと表せる。
この弐において ムン1 とする
と 嘱>Q。となる。 すなわち,
装置Aが高温熱源から受け取
った熱より外i
ほうが多いこ
ルギー保存則に反する。また,
@ム1 とすると Qu とな
る。 すなわち, 装置Aが高温
熱源から受け取った熱がすべ
て外部にした仕事になるので,
熱力学第二法則に反する。
2 符機関の効率@ 半世は, 絶対温度 7(K】 の高温押源か
ら熱量 0【JJ を受け取って一部を仕事 [J] として取り出すこと
ができ。 熱量 0。[J) を絶対温度 7s [K] の低温熱源に放出する理想
的なご機関である。
Q) 壮置Aの内部エネルギーの次化はないものとして, Qi。 @。 叱
の間に成りたつ関係式を示せ。Q。 0。 はいずれも正の値を
とるものとする。 本
(9) 装置Aの目的は仕事を取り出すこ
換できると効率がよいといえる。 音源からの換を仕事に変換する迫率、 を
放い すか I 1
@
低温源 7
あり, より小さな熱量をより大きな仕事に変
