熱機関 - ひな 2019/10/30(Wed) 09:45 No.2619
├ Re: 熱機関 - ろっとん 2019/10/30(Wed) 20:30 No.2620
├ Re: 熱機関 - ひな 2019/10/31(Thu) 12:14 No.2621
├ Re: 熱機関 - ひな 2019/10/31(Thu) 20:23 No.2622
├ Re: 熱機関 - ろっとん 2019/10/31(Thu) 22:52 No.2623
└ Re: 熱機関 - ひな 2019/11/01(Fri) 08:05 No.2624
熱機関 投稿者：ひな 投稿日：2019/10/30(Wed) 09:45 No.2619
熱機関が外部にする仕事は
W=Q1ーQ2
とありますが、熱機関では内部エネルギーの変化は考慮しないのでしょうか。
熱力学第一法則Q=ΔU+Wに従うと内部エネルギーが関与するのではないかと思ってしまいます。
Re: 熱機関 投稿者：ろっとん 投稿日：2019/10/30(Wed) 20:30 No.2620
なるほど、⊿Uが増えるはずですね。
しかしこれは熱機関を1回転だけさせたときの話ですね。
ずっと回転させている場合は⊿Uはいずれ外部に熱として放出されるので、つまりQ2に含まれるというわけです。
熱効率というものは、エンジンをスタートするときとストップするときのことは考えず、スタートしてしばらくしてエンジンの温度が一定になってから測定し始め、温度が下がる前に測定を終了するものです。
ひなさんが疑問を抱くのはごもっともであり、私の説明が不足していました。当該ページに少し書き足しておこうと思います。
Re: 熱機関 投稿者：ひな 投稿日：2019/10/31(Thu) 12:14 No.2621
ご返信ありがとうございます。大変わかりやすかったです。これからもよろしくお願いいたします
Re: 熱機関 投稿者：ひな 投稿日：2019/10/31(Thu) 20:23 No.2622
すみません。確認しておきたいのですが、ΔUはいずれ外部に熱として放出されるとは、熱機関を元の状態に戻す時にΔU分のエネルギーも熱として放出されるのでQ2に含まれるということですか。
熱効率に関しましては、エンジンの温度が一定になった状態から測定し始め、温度が終わる前に測定を終了するのでΔT=0すなわちΔU=0なので内部エネルギーは熱効率に関与しないという解釈で誤っていませんか。
Re: 熱機関 投稿者：ろっとん 投稿日：2019/10/31(Thu) 22:52 No.2623
はい、その解釈でいいと思います。
「ΔUはいずれ外部に熱として放出される」とは、単純に金属製容器に温度が伝わって外に逃げていくということです。
ちょっと大雑把な説明をしてみますと、
気温20℃の中で20℃のエンジンを一回転させてエンジンが30℃になれば内部エネルギーが増えたことになります。
このとき外部との気温差が10℃しかないのでエンジンはなかなか冷めませんが、
二回転目に39℃、三回転目に47℃、四回転目に54℃、五回転目に60℃、、、
と上がっていって75℃にもなれば外部との気温差が大きく冷めやすくなり、それ以上温度は上がらず一定になります。
この状態では内部エネルギーは増えないので熱効率に関与しなくなり、ここから測定を開始する。
…という感じです。
Re: 熱機関 投稿者：ひな 投稿日：2019/11/01(Fri) 08:05 No.2624
なるほど。エンジンを回転させるたびに途中まで内部エネルギーは上がっていくが、やがて外部との気温差が大きくなるので、エンジンが冷めやすくなり、それ以上温度は上がらなくなり、内部エネルギーは一定に保たれる。その内部エネルギーが一定になった状態で測定をするので、熱効率には関与しないということですね
丁寧にわかりやすい解説ありがとうございました。
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