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カルノーサイクル Carnot cycle

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

カルノーサイクル
Carnot cycle

S.カルノーが提唱した熱機関の可逆的なサイクルで,4つの準静的過程,つまり等温膨張 (図の曲線I) ,断熱膨張 (II) ,等温圧縮 (III) ,断熱圧縮 (IV) から成る。熱力学では作業物質として理想気体を用いることが多い。図で,I,IIIは等温線で pv=一定 ,II,IVは断熱線で pvγ=一定 である。ただし,p は圧力,v は体積,γは定圧比熱と定積比熱との比を表わす。等温線Iの絶対温度を T1 ,吸収する熱量を Q1 とし,等温線 IIIの絶対温度を T2 ,放出する熱量を Q2 とすると,Q1/T1Q2/T2 が成り立つ。熱量 Q と絶対温度 T との比は換算熱量と呼ばれる。このサイクルで外に対してする仕事 W は,熱力学第一法則によって WQ1Q2 であるから,このサイクルを使ったカルノーの熱機関の熱効率 η は,η=(Q1Q2)/Q1=1-T2/T1 で与えられ,ηは1より小さい。カルノーサイクルとカルノーの定理を用いると,温度が T1T2 の2つの熱源の間で働く一般の熱機関の効率は 1-T2/T1 をこすことができないとの結論が導かれる。ただし,可逆機関ではすべて 1-T2/T1 になる。

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デジタル大辞泉の解説

カルノー‐サイクル(Carnot's cycle)

フランスの物理学者S=カルノーの考えた、熱機関の熱効率が最大になる理想サイクル。蒸気などが、高温と低温との間を等温膨張・断熱膨張・等温圧縮・断熱圧縮の4行程で循環するというもの。

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百科事典マイペディアの解説

カルノーサイクル

熱機関熱効率を知るために,N.L.S.カルノーが考えた可逆サイクル。作業物質(気体)に1.等温膨張(絶対温度T1)(等温変化)により熱量Q1を吸収させ,2.断熱膨張(断熱変化)させて温度をT2に下げ,3.等温圧縮により熱量Q2を放出させ,4.断熱圧縮により初めの状態(温度T1)に戻す,という四つの準静的過程からなる。
→関連項目可逆機関サイクル絶対温度

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法則の辞典の解説

カルノーサイクル【Carnot's cycle】

効率最大の熱機関の作動サイクルを表す一連の過程.準静的過程により等温膨張→断熱膨張→等温圧縮→断熱圧縮→等温膨張で一巡する過程からなる.このサイクルで稼働する熱機関の効率は,熱力学の第一法則*より,高温熱源から吸収する熱量 Q1 と,低温熱源へ放出する熱量(-Q2)によって計算可能で,エネルギーを仕事に変換できる効率は次のようになる.

T1T2 はそれぞれ高温熱源と低温熱源との熱力学的温度(絶対温度)である.

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世界大百科事典 第2版の解説

カルノーサイクル【Carnot’s cycle】

熱機関の効率を知るために,N.L.S.カルノーが考案した可逆サイクル。19世紀の初め,熱機関の急速な発達とともに,その効率を知ることが重要な問題としてとり上げられるようになった。これに関してカルノーは1824年の論文(ただしこの論文は20年後にケルビンによって認められるまで一般には知られていなかった)で,一般の熱機関の効率は,カルノーサイクルの熱効率より大きくなりえないことを示した。カルノーサイクルは,作業物質の,(1)等温膨張,(2)断熱膨張,(3)等温圧縮,(4)断熱圧縮の四つの過程を準静的,すなわち可逆的に行わせるもので,圧力pと体積vとの関係(pv図)を示すと図のようになる。

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大辞林 第三版の解説

カルノーサイクル【Carnot cycle】

カルノーが考えた理想的な熱機関。初めに気体を等温的に膨張させて熱を吸収し、次に断熱的に膨張させて温度を下げ、今度は等温的に圧縮して熱を放出し、最後に断熱的に圧縮して温度を上げ元の状態に戻すサイクル。一種の思考実験で、これにより熱力学理論が発展し、また熱機関の熱効率の考えの基礎が固められた。

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世界大百科事典内のカルノーサイクルの言及

【クラペイロン】より

…のちに熱力学で用いられる物質の状態図の初めである。このほか,飽和水蒸気が凝結と蒸発を繰り返すカルノーサイクルを熱素説の立場から考察し,熱平衡にある物質の二つの相の圧力,体積,温度の関係を与えるクラペイロンの式(クラウジウス=クラペイロンの式)を導いた。【安孫子 誠也】。…

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