カルノーサイクルとは

 

 

カルノーサイクルは、熱機関の効率を知るために考案された可逆サイクルのことで、温度の異なる2つの熱源の間で動作する可逆サイクルの一種といわれています。熱の一部で動作を発生させて、さらに同じ動作を反復させるシステムです。

 

このサイクルには作業物質の等温膨張、断熱膨張、等温圧縮、断熱圧縮の4つの過程を可逆的に行わせるものとなっています。断熱膨張とは、内部の熱は一定だが温度が下がる膨張のことをいいます。等温膨張は、温度は一定のまま内部の熱は増加する膨張のことです。

 

そして断熱圧縮で温度を上げて、等温圧縮で熱を吐き出すので温度を一定のまま保ちます。右回りをすると、高熱源から熱を受け取り、その一部を動作に変えて、残りの熱を低熱源に捨てる動作をします。準静的な過程であるため逆回りも可能であり、動作を加えることで低熱源から熱を拾ってこう熱源へとくみ上げる動作をさせることも可能となります。それぞれの熱源は非常に大きいために、多少の熱が移動しても温度は変わりません。

 

このサイクルは理論上のもので実現不可能と思われていますが、これに近い状態を作り出して実験することは可能で、準静的過程を保つために数日かけて1サイクルするような実験装置も実際に存在しています。

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