高温熱源 527℃ と低温熱源 27℃ の間で動作する熱機関の理論最大熱効率(カルノー効率)として最も近いものはどれか。
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解答正解 3
カルノー効率は η=1-Tc/Th(温度は絶対温度)。Th=527+273=800 K、Tc=27+273=300 K なので η=1-300/800=0.625、つまり 62.5%。実際の熱機関はこれより低い。温度は必ず K に換算して比を取る点が要点であり、高温側・低温側の一方でも℃のままだと大きく誤る。
選択肢ごとの判定
1排熱の割合 Tc/Th を効率としてしまった値。効率は 1-Tc/Th である。
2高温熱源の温度を℃のまま用いた値(1-300/527)。両方を絶対温度にしていない。
3正しい。Th=800 K、Tc=300 K より η=1-300/800=0.625。
4両方の温度を℃のまま用いた値(1-27/527)。
5低温熱源の温度を℃のまま用いた値(1-27/800)。