💡 ヒント：例題31 熱効率

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

熱機関は高温の熱源から熱量 \(Q_1\) を受け取り、一部を仕事 \(W\) に変えて、残りの熱量 \(Q_2\) を低温の熱源に捨てます。エネルギー保存：\(W = Q_1 - Q_2\)。

熱効率 \(e\) は「もらった熱のうち、何 % が仕事になったか」：\(e = \dfrac{W}{Q_1} = 1 - \dfrac{Q_2}{Q_1}\)。100% にはならず、必ず 0 < e < 1 です。

✏️ 求めるもの

熱機関の熱効率 \(e\)（％）、または、ある熱効率と熱量から得られる仕事 \(W\)。

🔬 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. 仕事と熱量の値を整理：\(Q_1\), \(Q_2\), \(W\) のうち分かっているものを確認
  2. 関係式を使う：\(W = Q_1 - Q_2\) で 1 つの未知数を求める
  3. 熱効率を計算：\(e = W/Q_1\)、または \(1 - Q_2/Q_1\)
注意

熱効率は必ず 1 未満。1（100%）になることはない（熱力学第二法則）。「熱効率 100%」は科学的に不可能なので、計算結果が 1 を超えたら計算ミスを疑おう。