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この問題が分かりません。教えて下さい、

火力発電は熱機関を利用して化学エネルギーを電気エネルギーへ変換する発電方式である。 ある火力発電所では、熱機関サイクル内の最高温度が1000℃で最低温度が80℃であるとき、発電効率の上限を推算せよ。

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回答No.1

熱機関では、高温源から熱Ｑ1を得、仕事Ｗを外部に対して行い、低温源に熱Ｑ2を棄てています。 熱機関は、１つのサイクルを終えたときに、最初の状態に復帰していることが条件ですから、内部エネルギーは１サイクルを終えた時点では、最初と同じに保たれていなければなりません。 熱力学第１法則（ΔＵ＋Ｗ＝Ｑ）によれば ΔＵ＝０，Ｑ＝Ｑ1-Ｑ2，外部に対してした仕事Ｗとの間には Ｑ1－Ｑ2＝Ｗ の関係が認められます。 また、効率ｅの定義は ｅ＝Ｗ／Ｑ1=（Ｑ1－Ｑ2）/Ｑ1 ＝１－(Ｑ2/Ｑ1) です。 　 さて、理想的な熱機関（もちろん、この装置を使ったときに、効率は最大になります）では、 Ｑ2/Ｑ1＝Ｔ2/Ｔ1　の関係が成り立つことがわかっています。 Ｔ1，Ｔ2はそれぞれ、高温源，低温源の絶対温度です。 　 ∴求める、効率の最大値は 　１－(Ｑ2/Ｑ1)＝１－(Ｔ2/Ｔ1) ＝（Ｔ1－Ｔ2)/Ｔ1 ＝… なお、仕事（力学的エネルギー）を電気エネルギーに変換するときの変換効率は、理論上は、 100% も可能ですから、熱機関の効率の上限が、発電効率の上限でもあります。

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