カルノーサイクルとは？
かるのーさいくる
カルノーサイクルとは、フランスの物理学者カルノーが考案した理論上の可逆熱機関の動作サイクルで、同じ温度差で動く熱機関の中で最大の効率を持ちます。
カルノーサイクル（Carnot cycle）は、1824年にフランスの軍事技術者サディ・カルノーが著書『火の動力について』で提唱した理想的な熱機関のサイクルです。高温熱源と低温熱源の間で動く熱機関が持ちうる最大効率を理論的に示したもので、熱力学第二法則の基礎となりました。
カルノーサイクルは、作業物質（理想気体など）が以下の4つの準静的過程を経る閉じたサイクルです。
- 等温膨張：高温熱源 T_H から熱を吸収しながら等温で膨張
- 断熱膨張：熱の出入りなしに膨張し、温度が T_H から T_C まで低下
- 等温圧縮：低温熱源 T_C へ熱を放出しながら等温で圧縮
- 断熱圧縮：温度が T_C から T_H に戻るまで断熱圧縮
このサイクルの熱効率 η は、η = 1 - T_C / T_H（温度は絶対温度）で表され、作業物質の種類によらず、高温・低温熱源の温度だけで決まります。これをカルノーの定理といいます。実際の熱機関は不可逆過程（摩擦・熱伝導ロスなど）を含むため、カルノー効率を超えることはできません。この考えはエントロピーの概念を生む礎となりました。
使い方・例文
高温側が500K、低温側が300Kの熱機関があるとき、カルノーサイクルの効率は 1 - 300/500 = 40% が理論上限となり、どんな実用エンジンもこれを超えられないことをカルノーの定理は示しています。
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