カルノーサイクルと内燃機関

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

カルノーサイクルと内燃機関の違い

カルノーサイクル vs. 内燃機関

ルノーサイクル（Carnot cycle）は、温度の異なる2つの熱源の間で動作する可逆熱サイクルの一種である。ニコラ・レオナール・サディ・カルノーが熱機関の研究のために思考実験として 1824 年に導入したものである S. カルノー(広重徹訳)、『カルノー・熱機関の研究』、みすず書房(1973). 4ストロークエンジン） (1)吸入 (2)圧縮 (3)燃焼・膨張 (4)排気 内燃機関（ないねんきかん）とは、燃料をシリンダー内で燃焼させ、燃焼ガスを直接作動流体として用いて、その熱エネルギーによって仕事をする原動機 特許庁。これに対して、燃焼ガスと作動流体が異なる原動機を外燃機関という。 インターナル・コンバッション・エンジン() の訳語であり、内部（インターナル）で燃料を燃焼（コンバッション）させて動力を取り出す機関（エンジン）である。「機関」も「エンジン」も、複雑な機構を持つ装置という意味を持つが、ここでは発動機という意味である。.

ニコラ・レオナール・サディ・カルノー

ニコラ・レオナール・サディ・カルノー（, 1796年6月1日 パリ - 1832年8月24日 パリ）は、フランスの軍人、物理学者、技術者で、仮想熱機関「カルノーサイクル」の研究により熱力学第二法則の原型を導いたことで知られる。.

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熱効率

熱効率（ねつこうりつ、thermal efficiency）とは、熱機関の性能を表現する物理量であり、熱として投入されるエネルギーのうち、機械的な仕事（動力）や電気的なエネルギー（電力）などに変換される割合である。 ある熱機関に投入される熱が であるときに取り出される仕事を と表した時の係数 がこの熱機関の熱効率である。 例として、熱機関であるエンジンの目的は、動力の供給である。1000ジュールの熱エネルギーが与えられたエンジンが300ジュール分の動力を出力した場合、このエンジンの熱効率は30%である。残りの700ジュールは発熱や摩擦抗力や震動など、目的ではない形の物理現象に消費され、目的外に費消されたのであり、損失と呼ばれる。熱効率は熱力学第一法則により1（100%）を越えることはなく、熱力学第二法則により1になることも決してない。 ニコラ・カルノーは思考実験で最も熱効率の良い仮想熱機関としてカルノーサイクルを提案した。カルノーサイクルの理論熱効率 は、吸熱源の温度を 、排熱源の温度を としたとき で与えられる。吸熱源の温度が高く、排熱源の温度が低いほど熱効率は大きいが、熱力学温度が必ず正であるため理論熱効率は必ず1より小さく、実際の熱効率はさらに小さくなる。また、吸熱源の温度が排熱源の温度より低い場合は熱効率が負になるため仕事を取り出すことはできない。逆に言えば、外部から仕事としてエネルギーを投入すれば、低温源から熱を吸収して高温源に熱を移動させることができる。このような機関はヒートポンプと呼ばれる。ヒートポンプの性能は熱効率に替えて成績係数という量で表現される。.

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熱力学

熱力学（ねつりきがく、thermodynamics）は、物理学の一分野で、熱や物質の輸送現象やそれに伴う力学的な仕事についてを、系の巨視的性質から扱う学問。アボガドロ定数個程度の分子から成る物質の巨視的な性質を巨視的な物理量（エネルギー、温度、エントロピー、圧力、体積、物質量または分子数、化学ポテンシャルなど）を用いて記述する。 熱力学には大きく分けて「平衡系の熱力学」と「非平衡系の熱力学」がある。「非平衡系の熱力学」はまだ、限られた状況でしか成り立たないような理論しかできていないので、単に「熱力学」と言えば、普通は「平衡系の熱力学」のことを指す。両者を区別する場合、平衡系の熱力学を平衡熱力学、非平衡系の熱力学を非平衡熱力学 と呼ぶ。 ここでいう平衡 とは熱力学的平衡、つまり熱平衡、力学的平衡、化学平衡の三者を意味し、系の熱力学的(巨視的)状態量が変化しない状態を意味する。 平衡熱力学は（すなわち通常の熱力学は）、系の平衡状態とそれぞれの平衡状態を結ぶ過程とによって特徴付ける。平衡熱力学において扱う過程は、その始状態と終状態が平衡状態であるということを除いて、系の状態に制限を与えない。 熱力学と関係の深い物理学の分野として統計力学がある。統計力学は熱力学を古典力学や量子力学の立場から説明する試みであり、熱力学と統計力学は体系としては独立している。しかしながら、系の平衡状態を統計力学的に記述し、系の状態の遷移については熱力学によって記述するといったように、一つの現象や定理に対して両者の結果を援用している 。しかしながら、アインシュタインはこの手法を否定している。.

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熱機関

熱機関（ねつきかん、英語：heat engine）とは、熱をエネルギー源とした機関である。装置外から熱を取り込むものと、装置内で（通常は燃料の燃焼によって）生成した熱エネルギーを使用するものとがある。.

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熱機関の理論サイクル

熱機関の理論サイクル（ねつきかんのりろんサイクル）は、 熱機関の作業物質が行うサイクル（一巡して元に戻る状態変化）を 単純化･理想化したサイクルのことであり、 一部を除いて可逆サイクルである。 実際の熱機関のサイクルは多少なりとも不可逆変化を伴っており、 ここで扱う理論サイクルとは異なっているが、 理論サイクルは熱機関の原理的理解や基本設計には必要なものである。熱サイクルともいう。 熱機関と逆の動作をする冷凍機のサイクルは、 熱機関のサイクルを逆に動作させたものと考えることができ、 ここでは、冷凍機の理論サイクルも含めて扱う。.

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