熱効率

定義

熱機関が受け取った熱エネルギーのうち、仕事として取り出すことができた割合。

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例えばエンジンでは、燃料の熱エネルギーのすべてが動力になるわけではない。一部は排気や周囲に逃げてしまう。つまり、入れた熱のうちどれだけ有効に使えたかを表すのが熱効率である。

数式

\[\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}}\]

\(η\)：熱効率（無次元）
\(W\)：取り出した仕事（J）
\(Q_{\text{in}}\)：吸収した熱量（J）

または

\[\eta = 1 - \frac{Q_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}}\]

\(Q_{\text{out}}\)：外へ捨てた熱量（J）

ポイント

• 熱効率は必ず1未満になり、100%になることはない
• 吸収した熱の一部は必ず外へ放出される
• 高温と低温の差が大きいほど効率は高くなる傾向がある