カルノーの定理_(熱力学)

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カルノーの定理 (熱力学)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/03/04 21:31 UTC 版)

熱力学
古典的カルノー熱機関（英語版）
分野 熱力学 統計力学 熱化学 平衡熱力学 / 非平衡熱力学
熱力学の法則 第零法則 第一法則 第二法則 第三法則
系 状態（英語版） 状態方程式 理想気体 実在気体 物質の状態 平衡 検査体積 過程（英語版） 定圧過程 定積過程 等温過程 断熱過程 等エントロピー過程 等エンタルピー過程（英語版） 準静的過程 ポリトロープ過程（英語版） 可逆性 不可逆性 内部可逆性（英語版） サイクル 熱機関 熱ポンプ（英語版） 熱効率
系の特性 注: 斜体は共役変数（英語版）を示す。 特性線図（英語版） 示量性と示強性 状態の関数 温度 / エントロピー 圧力 / 体積（英語版） 化学ポテンシャル / 粒子数（英語版） 蒸気乾き度（英語版） 対臨界特性（英語版） 過程関数（英語版） 仕事 熱
材料特性（英語版） 比熱容量  ${\displaystyle c=}$ 左がカルノーサイクルより効率の良い超カルノーサイクルで、右は逆カルノーサイクル。逆カルノーサイクルは動かすのに仕事Wを必要とするが、超カルノーサイクルでそれ以上の仕事W'を生み出せるので、差し引きすると一つの熱源からほかに何の変化を残すことなしに仕事が生み出せることになる。 不可逆機関の効率が可逆機関の効率を超えられないことの証明 以下はサディ・カルノーによる証明を元にしている[3][4][5]。 可逆機関としてカルノーサイクルを考える（他の可逆機関でも良い）。このカルノーサイクルが高温源から受け取る熱を${\displaystyle Q_{H}}$ 左がカルノーサイクルで、右が逆カルノーサイクル。高温源では熱の出入りがある可能性があるが、低温源では入る熱と出る熱が打ち消しあうため、外部との熱の出入りは無い。 これを証明するために、まず、 ${\displaystyle \alpha ={\frac {Q_{L}}{Q'_{L}}}}$ ${\displaystyle t_{1}>t_{2}>t_{3}}$ ニコラ・レオナール・サディ・カルノー カルノーによる発見 サディ・カルノーは、1824年に出版した著書『火の動力、および、この動力を発生させるに適した機関についての考察』において、以下のように記した。 熱の動力は、それをとりだすために使われる作業物質にはよらない。その量は、熱素が最終的に移行しあう二つの物体の温度だけで決まる[9]。 これが、カルノーの定理の最初の表現である。この論文はカロリック説（熱素説）を前提に書かれているため、熱素という表現を使用している。 カルノーはこの定理から、カルノーサイクルの効率が温度のみで決まる関数で表せることを指摘した。この関数のことをカルノー関数と呼ぶ。カルノーは過去の実験結果からカルノー関数の実際値を求め、同じ温度であればカルノー関数は物質によらず一定値をとることを確かめようとした。 その後の発展 カルノーの著書は発行後ほとんど話題にならず、カルノー自身は1832年に病死した。 1834年、エミール・クラペイロンは論文でカルノーを取り上げた。そしてカルノーと同じように、いくつかの気体についてカルノー関数を求め、カルノーの定理が正しいことを確かめようとした。しかし、カルノーやクラペイロンの時代には実験データが不足していたために実験的な立証は難しかった。 1840年代に、アンリ・ヴィクトル・ルニョーは水蒸気に関する詳細なデータを計測した。1849年、ウィリアム・トムソンはそのデータを元にカルノー関数を求め、その値がカルノーやクラペイロンの値と近いことを示した[10]。またヘルムホルツも、計算によって求めたカルノー関数の値がクラペイロンの実験値とほぼ等しいことを示した[11]。 1850年、ルドルフ・クラウジウスは熱力学第二法則を提唱した。そしてその論文の中で、カルノーの定理を、熱素を使わない形で証明した[12]。カルノーの定理は、クラウジウスの主張（熱は低温から高温にひとりでに移動することはない）における大きな論拠となっている[13]。 ウィリアム・トムソンも1851年に熱力学第二法則の理論に到達した。そして1854年に、カルノーの理論をもとに熱力学温度を導入した[14]。 脚注 [脚注の使い方] ^ 山本(2009) 2巻p.241 ^ たとえば、芦田(2008) p.73など。 ^ カルノー(1973) pp.46-47 ^ 田崎(2000) pp.87-89 ^ 山本(2009) 2巻pp.241-243 ^ ただし、この証明は厳密ではない。というのも、熱機関の効率は低温源の温度によっても変化するが、1,2の動作を順に行ったとき、1の動作で仕事に使われなかった熱${\displaystyle Q_{L}}$ 急上昇のことば PURPLE ( 鑑み イトマン事件 田代冬彦 たたき台 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳 英語⇒日本語日本語⇒英語    >> 「カルノーの定理_(熱力学)」を含む用語の索引  カルノーの定理_(熱力学)のページへのリンク 辞書ショートカット 1 ウィキペディア カテゴリ一覧 全て ＋ ビジネス ＋ 業界用語 ＋ コンピュータ ＋ 電車 ＋ 自動車・バイク ＋ 船 ＋ 工学 ＋ 建築・不動産 ＋ 学問 ＋ 文化 ＋ 生活 ＋ ヘルスケア ＋ 趣味 ＋ スポーツ ＋ 生物 ＋ 食品 ＋ 人名 ＋ 方言 ＋ 辞書・百科事典 すべての辞書の索引 あいうえお かきくけこ さしすせそ たちつてと なにぬねの はひふへほ まみむめも やゆよ らりるれろ わをん がぎぐげご ざじずぜぞ だぢづでど ばびぶべぼ ぱぴぷぺぽ ＡＢＣＤＥ ＦＧＨＩＪ ＫＬＭＮＯ ＰＱＲＳＴ ＵＶＷＸＹ Ｚ １２３４５ ６７８９０ 記号 Weblioのサービス 英会話コラム Weblio英会話 英語の質問箱 語彙力診断 スピーキングテスト 「カルノーの定理_(熱力学)」の関連用語 1 カルノーによる発見 ウィキペディア小見出し辞書 100% ||||| 2 操作的な定義 ウィキペディア小見出し辞書 100% ||||| 3 カルノーの定理 百科事典 98% ||||| 4 不可逆機関の効率が可逆機関の効率を超えられないことの証明 ウィキペディア小見出し辞書 74% ||||| 5 最大効率が作業物質によらないことの証明 ウィキペディア小見出し辞書 56% ||||| 6 熱力学温度 百科事典 50% ||||| 7 熱力学とカルノー ウィキペディア小見出し辞書 50% ||||| 8 カルノーの定理 (幾何学) 百科事典 36% ||||| 9 カルノーの定理 (熱力学) 百科事典 36% ||||| 10 エネルギーキャリアへの変換 ウィキペディア小見出し辞書 36% ||||| カルノーの定理_(熱力学)のお隣キーワード カルノー カルノー (戦艦) カルノーの定理 カルノーの定理 (円錐曲線) カルノーの定理 (垂線) カルノーの定理 (幾何学) カルノーの定理 (熱力学) カルノーサイクル カルノータ カルノーバッテリー カルノー図 カルノー石 カルハットの都市遺跡 検索ランキング 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳     英語⇒日本語 日本語⇒英語     カルノーの定理_(熱力学)のページの著作権 Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。     All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License. この記事は、ウィキペディアのカルノーの定理 (熱力学) (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。 ビジネス｜業界用語｜コンピュータ｜電車｜自動車・バイク｜船｜工学｜建築・不動産｜学問 文化｜生活｜ヘルスケア｜趣味｜スポーツ｜生物｜食品｜人名｜方言｜辞書・百科事典 ご利用にあたって ・Weblio辞書とは ・検索の仕方 ・ヘルプ ・利用規約 ・プライバシーポリシー ・サイトマップ 便利な機能 ・ウェブリオのアプリ ・画像から探す お問合せ・ご要望 ・お問い合わせ 会社概要 ・公式企業ページ ・会社情報 ・採用情報 ウェブリオのサービス ・Weblio 辞書 ・類語・対義語辞典 ・英和辞典・和英辞典 ・Weblio翻訳 ・日中中日辞典 ・日韓韓日辞典 ・フランス語辞典 ・インドネシア語辞典 ・タイ語辞典 ・ベトナム語辞典 ・古語辞典 ©2025 GRAS Group, Inc.RSS      ログイン ※半角英数字、6文字以上、32文字以内で入力してください ログイン パスワードを忘れた方はこちらから 別サービスのアカウントで登録・ログイン アカウントをお持ちでない方 新規会員登録（無料）