💡 ヒント：熱効率の計算

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

熱機関とは「熱を仕事に変える装置」。高温熱源から熱 \(Q_1\) を吸収し、低温熱源に \(Q_2\) を捨て、その差分 \(W' = Q_1 - Q_2\) を仕事として取り出します。

熱効率 \(e\) は「吸収した熱のうち、どれだけを仕事に変換できたか」の割合：\(e = W'/Q_1 = 1 - Q_2/Q_1\)。効率が高いほど優秀な熱機関ですが、熱力学第二法則により \(e = 1\)（100%）にはなれません。

✏️ 求めるもの

熱機関の熱効率 \(e\)〔または %〕、仕事 \(W'\)、排熱 \(Q_2\) など。吸収熱量 \(Q_1\) と仕事または排熱が分かれば計算できる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 登場する熱量を整理：\(Q_1\)（吸収）、\(Q_2\)（排熱）、\(W'\)（仕事）
  2. エネルギー保存で 1 つ求める：\(W' = Q_1 - Q_2\)
  3. 効率を計算：\(e = W'/Q_1\) または \(e = 1 - Q_2/Q_1\) どちらでも OK
  4. 単位・表記：% 表示なら 100 を掛ける。小数で答えるか確認
注意

効率 \(e\) は無次元（単位なしの比）。\(Q_1\) や \(W'\) の単位はキャンセルされる。また、効率は「取り出せた仕事 ÷ 吸収した熱」であって「吸収した熱 ÷ 仕事」ではない。分母・分子を逆にしないよう注意。