フェルミ熱力学 第三章 問題 解答

1.
400Kで交換される熱量Q1は
等温より⊿U=0
第一法則より
Q1=dq=pdV=∫(RT1/V)dV=400Rlog5

300Kで交換される熱量Q2は
同様に（体積をV1<V2とする）
Q2=-300Rlog(V2/V1)

ここで断熱過程より
V1/V2=5
がわかる。

以上より
Q1=5.4*10^10[erg]
Q2=4.0*10^10[erg]

1サイクルの間に行われる仕事Lは
L=Q1+Q2=9.4*10^10[erg]

2.
効率の定義
サイクルが行う仕事と高温熱源で吸収する熱量の比
よって
1-Q1/Q2=1-T1/T2=0.5676=56.8%

3.
カルノーサイクルの効率が最高なので
L=Q1((T2-T1)/T1)=1.7[J]


だんだん、問題をとくのに、導出せずに、本の式を写すようになってきてしまった。