前夜 (NPO前夜の雑誌)
学習漫画 日本の歴史
特徴.
スタッフ.
カバーイラストは刊行当時、集英社の漫画雑誌にて執筆し、人気が高かった漫画家が起用されている。
シール剤
高見泰範
経歴.
プレースタイルなど.
ファミリー寄席
概要.
黒木啓司
略歴.
外部リンク.
過去
カルノーの定理 (熱力学)
熱力学におけるカルノーの定理とは、熱機関の最大効率に関する定理である。ニコラ・レオナール・サディ・カルノーの名にちなむ。カルノーの原理とも呼ばれる。
理論.
この場合、熱効率は、
と定義できる。高温熱源から得た熱のうち仕事として使われる量が多いほど、効率のよい熱機関であるといえる。
このとき、以下の定理が成り立つ。
これがカルノーの定理である。
たとえば、一般的に蒸気機関は水蒸気を圧縮・膨張させて動力を得ているため、作業物質は水蒸気となる。カルノーの定理は、この水蒸気の代わりに他の気体（あるいは液体、固体）を使用しても最大効率は変わらないことを意味している。
ただし、最大効率を得るためには、熱機関は可逆でなければならない。ここで述べる「可逆」とは、熱から仕事を生み出したのと同じように、同じだけの仕事から同じ量の熱を生み出せる機関を指す。すべての可逆機関は同じ効率を持ち、それ以外の熱機関は可逆機関の効率を超えることはできない。すなわち、
このことを含めてカルノーの定理と呼ぶこともある。代表的な可逆機関として、カルノーサイクルがある。
証明.
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。
最大効率が作業物質によらないことの証明.
で表せる。
である。
このとき、
これを証明するために、まず、
ここで、次の動作を行う。
したがって、
であるから、
これを整理して、
よって、熱機関の最大効率は作業物質によらない。
カルノーの定理と熱力学温度.
と表すことができる。
となる。
が得られる。
つまり、
と表記することができる。
ここで、温度のとり方を工夫して、右辺を関数ではなく、温度そのもので表記することができる。すなわち、
とおくことができる。この式が成り立つような温度目盛が、熱力学温度（絶対温度）である。
歴史.
カルノーによる発見.