高校物理の熱効率についての質問

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このQ&Aのポイント
  • 熱効率を表す式は「外へした正味の仕事W/純粋な投入率」となります。
  • Q2が負の値なのに-Q2が負になる理由について疑問があります。
  • Q2がPV(T1-T2)と表されている場合において、-Q2がPV(T2-T1)となるべきだと主張しています。
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高校物理の熱効率について質問です。

熱効率を表す式＝外へした正味の仕事W/純粋な投入率　 そしてW＝Q1-Q2という式がありますよね（Q1＝純粋な投入熱、Q2=外へ捨てる排熱） で例えばQ1＝12PV Q2=-10PVであったとします。 その場合、Q1-Q2＝2PVになってました、これがまず納得できません。 なぜQ2の値は負なのに、-Q2が負になるんでしょうか？どう考えても正です。 もし、外へ捨てる排熱Q２は熱の大きさを表すのであれば納得できます。 でも今回はQ2が-10PVと確定してるからいいですが、もしQ2がPV(T1-T2)と表されており（T1<T2) そしてその場合は、-Q2＝PV(T2-T1)となってました これおかしいですよね、だってPV(T1-T2)は負なんですから、-Q2=PV(T1-T2)と表すべきです。 そうでないと、Q2=-10PVのとき、-Q2=１０PVになります。 これはどうしてですか？全く納得できなくて困っています

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回答No.1

この場合、Q1+Q2と表記して、熱の入りを+、熱の排出を-としているので、Q1-Q2と書いているのでしょう。 しかし、Q1とQ2の値の与え方を上の定義のまま書いているので、混乱が起きています。 ある系で、熱の入口と出口となる「門」が仮に4個あったとした場合、W=Q1+Q2+Q3+Q4と書けます。 このとき、各門において熱の入りを+、熱の排出を-とおいて計算を行えば問題なく行えます。基本的に全て＋で記述し、Wの意味に応じて各項を-にしたりするのです。Wを+とおくならば右辺でこの定義に反するものを-とするということです。 通常、物理の＋と-は物理的意味を持たせます。質問文にある様な温度差は|T1-T2|の様に表されます。全体が負なのか正なのかは、考える人の物理学的な捉え方に依るのです。 質問文の書き方は、いろいろな定義が混在しているため、矛盾する文となってしまっています。

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