熱機関の効率で勘違いしないために（下）
2009年07月04日 (土)
それでは、前回の記事で書いたような考え方は、一体どこが間違っているのでしょうか。
もう一度、熱効率の定義を見てみましょう。「外にした仕事／高熱源から吸収した熱」ですね。「高熱源から」とあるように、熱を吸収した際の熱源と同じ温度の熱源に熱を放出している場合には、その熱を「吸収した熱」にはカウントしません。 
では、Ｂ→Ｃの変化で、温度はどのように変化しているでしょうか。温度Ｔ＝ｐｖ／Ｒ＝ｔ（８－ｔ）ＰＶ／Ｒとなるので、たとえばｔ＝５のときとｔ＝３のときは同じ温度となります。一般にｔ＝ｔ´のときとｔ＝８－ｔ´のときは同じ温度となります。
ということは、２Ｖ→３Ｖで吸収した熱の一部は、「同じ温度の熱源に」５Ｖ→６Ｖの間に放出してしまっているわけです。なので、放出してしまった分は引いて計算しなければなりません。
５Ｖ→６Ｖの間に放出した熱は２ＰＶなので、Ｂ→Ｃの間に真に高熱源から吸収した熱の量は１８ＰＶ－２ＰＶ＝１６ＰＶとなります。
よって、サイクルのした仕事２５ＰＶ／２を、吸収した熱１６ＰＶ＋１５ＰＶで割れば、今度こそこのサイクルの熱効率が得られます・・・
・・・といいたいところなのですが、実はこれもまだ間違っているのです。
