EMANの物理学 過去ログ No.7768 〜

 ● 準静的過程,可逆サイクル,熱効率 (熱力学)

  投稿者:ガンバレ楽天 - 2009/10/17(Sat) 20:25  No.7768 
教えてgoo なるサイトにも投稿したのですが,こちらのサイトにも物理を愛する人は多いだろうと思い,投稿させていただきます.



熱力学に関して以下の様に理解しております.
しかしこの理解はどこかが間違っているはずです.
そこで,その間違いはどこなのか,どの様に間違っているのかを指摘して下さると幸いです.



(1) 任意のサイクルにおいて,そのサイクルを常に平衡を保った状態で(準静的に)
  完了すれば,そのサイクルは可逆サイクルである.

(2) 可逆サイクルは最も熱効率のよいサイクルである.

(3) (1),(2)より,任意のサイクルを準静的に完了すれば,そのサイクルは
  最も熱効率の良いサイクルである.



上の理解はどこかが間違っているはずなのです.
なぜなら,(3)より,カルノーサイクルでもオットーサイクルでもディーゼルサイクルでもブレイトンサイクルでも,
サイクルを準静的に完了すれば全て同じ熱効率となってしまうためです.

  投稿者:凡人 - 2009/10/17(Sat) 22:08  No.7770 
>なぜなら,(3)より,カルノーサイクルでもオットーサイクルでもディーゼルサイクルでもブレイトンサイクルでも,
サイクルを準静的に完了すれば全て同じ熱効率となってしまうためです.
というのが間違いではないでしょうか?
なぜなら,現実の熱機関は,サイクルを準静的に完了する事は出来ないためです.

  投稿者:ガンバレ楽天 - 2009/10/17(Sat) 23:41  No.7771 
ご回答ありがとうございます.

現実の熱機関では,例えば摩擦などの影響によりサイクルを準静的に完了することが出来ない ということは理解しております.

私がいま考えている カルノーサイクル,オットーサイクル,ディーゼルサイクル,ブレイトンサイクル,は"熱力学上でのサイクル"です.

熱力学で扱うサイクルは基本的に,摩擦などがなくゆっくりと状態変化をさせるものだと思っていて,"熱力学上のサイクル"と言ったのはその意味です.


  投稿者:甘泉法師 - 2009/10/18(Sun) 00:47  No.7773 
こんにちは。

>(2) 可逆サイクルは最も熱効率のよいサイクルである.

が正しくないことを背理法で示してみます。

I すべてのカルノーサイクルは可逆サイクルである、は正しい。

II カルノーサイクルAは低熱源の温度TA、高熱源の温度T2とする。したがって熱効率ηA= 1−TA/T2
カルノーサイクルBは低熱源の温度TB、高熱源の温度T2とする。したがって熱効率ηB= 1−TB/T2
TA<TB とすれば ηA>ηB
命題の対遇:最も熱効率のよいサイクルでなければ可逆サイクルでない が正しいとすると
カルノーサイクルBは可逆サイクルではない、よってIと矛盾。

=甘泉法師=

備考 :参考にしたWeb
カルノーサイクル
http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/thermo-dynamics/carnot-cycle.html から
「カルノーサイクルとは、温度T1とT2の間で働くサイクルの中で、最も熱効率の高いサイクルのことです。」

オットーサイクル
http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/thermo-dynamics/otto-cycle.html   から
「サイクルの詳細は次のようになります。
@断熱圧縮
A等積受熱
B断熱膨張
C等積放熱」

AとCを可逆に行なうには、わずかに温度の異なる多くの熱源が要ります。カルノーサイクルは二つだけでした。

  投稿者:ガンバレ楽天 - 2009/10/18(Sun) 13:12  No.7774 
お手数をおかけしました.

"温度T1とT2の間で働くサイクルの中で"

のところが解っていませんでした.
皆様ご回答ありがとうございました.