一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見

慶應義塾大学　プレス用pdf　2016/10/31 
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2016/10/31/161031_1.pdf

 ηmax（イータマックス）とは最大効率という意味

今回の研究で明らかになった「何ができないか」の限界を示すグラフ：

（仕事率と効率の組み合わせのグラフ）

時間

あたりの

出力（仕事率）

↑
　｜／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／
　｜／／／／／／／＊禁止されている／／／／／／／
　｜／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／
　｜／／／／／／ｏ　　ｏ／／／／／／／／／／／／
　｜／／／／ｏ　Ａ　　　ｏ／／／／／／／／／／／
　｜／／／ｏ　　　　　　　　ｏ／／／／／／／／／
　｜／／ｏ　　　　　　　　　　ｏ／／／／／／／／
　｜／ｏ　　　　　　　　　　　　ｏ／／／／／／／
　｜ｏ　　　　　　　　　　　　Ｂｏ／／／／／／／
　ｏ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｏ／／／／／／／＿→効率
０　　　　　　　　　　　　　　　ηｍａｘ

Ａは時間あたりの出力は大きいが効率が悪い（廃熱が多い）

Ｂは時間あたりの出力は小さいが効率は良い（廃熱が少ない）

今回の研究で＊の仕事率と効率の組み合わせが原理的に禁止されていることが確立された。

（禁止という訳語は誤解を生むので、原理的不可能くらいの言い方がいいだろう）

【熱力学】熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明　熱力学に新たな原理が付加/慶應大など©2ch.net

1 : 

白夜φ ★＠無断転載は禁止 ©2ch.net

2016/11/01(火) 22:31:43.30 ID:CAP_USER

慶應大ら、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明 
～熱力学に新たな原理が付加 

若杉 紀彦2016年11月1日 14:00 

古くから推測されていた熱エンジンと効率向上と出力の大きさとの間にはトレードオフの関係があることが慶應義塾大学理工学部の齊藤圭司准教授と、東京大学大学院総合文化研究科白石直人氏、学習院大学理学部の田崎晴明教授らの研究グループによって証明された。 
　 
火力発電所の発電機のように、高温の物体から熱を受け取り、それを電気のような「使えるエネルギー」に変える装置を一般的に「熱エンジン」と呼ぶ。高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ利用できたかの比率を「効率」という。 
この効率には、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが分かっている。 
一方、発電機では、効率だけでなく「何Wの電力が発電できるか」という「仕事率」が問題になる。 
　 
カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、トレードオフの関係で、同時に仕事率がゼロになることが漠然と予想されていた。 
しかし、従来の熱力学には動作時間という概念が組み込まれていないため、仕事率を解析できず決定的な答えを得られていなかった。 
（引用ここまで　以下引用元参照） 

▽引用元：PC Watch　2016年11月1日 14:00 
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1027753.html 

▽関連 
慶應義塾大学　プレスリリース　2016/10/31 
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見 
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2016/10/31/28-18691/ 

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.190601 
https://arxiv.org/abs/1605.00356 

＊ご依頼いただきました。 

【熱力学】熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明　熱力学に新たな原理が付加/慶應大など©2ch.net

1 : 

白夜φ ★＠無断転載は禁止 ©2ch.net

2016/11/01(火) 22:31:43.30 ID:CAP_USER

慶應大ら、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明 
～熱力学に新たな原理が付加 

若杉 紀彦2016年11月1日 14:00 

古くから推測されていた熱エンジンと効率向上と出力の大きさとの間にはトレードオフの関係があることが慶應義塾大学理工学部の齊藤圭司准教授と、東京大学大学院総合文化研究科白石直人氏、学習院大学理学部の田崎晴明教授らの研究グループによって証明された。 
　 
火力発電所の発電機のように、高温の物体から熱を受け取り、それを電気のような「使えるエネルギー」に変える装置を一般的に「熱エンジン」と呼ぶ。高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ利用できたかの比率を「効率」という。 
この効率には、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが分かっている。 
一方、発電機では、効率だけでなく「何Wの電力が発電できるか」という「仕事率」が問題になる。 
　 
カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、トレードオフの関係で、同時に仕事率がゼロになることが漠然と予想されていた。 
しかし、従来の熱力学には動作時間という概念が組み込まれていないため、仕事率を解析できず決定的な答えを得られていなかった。 
（引用ここまで　以下引用元参照） 

▽引用元：PC Watch　2016年11月1日 14:00 
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1027753.html 

▽関連 
慶應義塾大学　プレスリリース　2016/10/31 
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見 
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2016/10/31/28-18691/ 

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.190601 
https://arxiv.org/abs/1605.00356 

＊ご依頼いただきました。 

時間

あたりの

出力
↑
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　｜　　　　　禁止されている
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　｜　　ｏ　　
　｜　ｏ　　　　　　　　　　　　ｏ
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　ｏ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｏ＿＿＿＿＿＿＿→効率
０　　　　　　　　　　　　　　　　ηｍａｘ

https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2016/10/31/161031_1.pdf 

図解入りでわかりやすい 
単純なことしか言ってない