2017.1.5高校物理における熱効率とは何か・熱効率の求め方(熱効率の公式)について、現役の早稲田生が解説します。熱効率とは、熱機関が高熱源から吸収した熱量の何%を仕事に変換できるかの割合を示したものです。(のちに詳しく解説)本記事では、物理が苦手な生徒でも、熱効率について理解できるよう、スマホでも見やすいイラストを使いながら丁寧に解説します。最後には、熱効率の豆知識や計算問題も用意した充実の内容です。最後まで読んで、熱効率をマスターしてください!【目次】1:熱効率の前に、まずは熱機関を復習!2:熱効率とは?3:熱効率の求め方(公式)4:熱効率は100%にはならない!5:熱効率の計算問題1:熱効率の前に、まずは熱機関を復習!熱効率の求め方を理解するには、熱機関の理解が必要です。熱効率の求め方を学習する前に、まずは熱機関の復習をします。(熱機関が理解できている人は次の章へ行って大丈夫です。)熱機関とは?熱機関とは、ガソリンエンジンや蒸気機関、ディーゼルエンジンのように、燃料を燃焼させることによって得られた熱エネルギーを仕事に変換する機関・装置のことです。蒸気機関車などは、燃料を燃焼させることで動いて(仕事して)いますよね?蒸気機関車は燃料を燃焼させることによって得られた熱エネルギーで動いているのです。熱機関の仕事の仕組み熱機関は、燃料を燃焼させることによって得られた熱エネルギー(高熱源)の一部を仕事に変換します。残りの熱エネルギーは、外部の大気中(低熱源)に放出されます。以上が熱機関の仕事の仕組みです。次の章からは熱効率とは何か・熱効率の求め方を解説します。2:熱効率とは?まずは、熱効率とは何かについて解説します。1章より、熱機関の仕事について解説しました。熱効率とは、熱機関が高熱源から得た熱量(熱エネルギー)の何%を仕事に変換できるか?という割合を示したものです。※仕事に変換できなかった熱エネルギーは外部の大気中(低熱源)に放出されるのでした。熱効率は別名、熱機関の効率とも呼ばれています。以上が熱効率とは何かの解説です。次の章からは、熱効率の求め方(公式)を解説します。3:熱効率の求め方(公式)では、熱効率の求め方(公式)を解説していきます。熱機関が高熱源からQ1[J]の熱エネルギーを吸収し、仕事W[J]を行ったとします。外部の大気中(低熱源)にQ2[J]の熱を放出したとします。※この時、Q1=W+Q2になりますね。Q2/Q1とも表すことができます。熱効率の求め方(公式)の解説は以上になります。ここで、Q2に注目します。低熱源(外部の大気中)の温度が0[K]のとき以外は、Q2>0となります。熱機関は、熱エネルギー全てを仕事に変換することはできないということです。熱効率100%の熱機関は存在しないということになります。熱機関の熱効率は、蒸気機関で20%、ガソリンエンジンで30%、ディーゼルエンジンで40%程度とされています。最後に、熱効率の計算問題を用意しました。毎秒800[J]の熱を吸収して、400[W]の仕事をする熱機関がある。この熱機関の熱効率を求めよ。50[%]・・・(答)となります。熱効率のまとめいかがでしたか?熱効率とは何か・熱効率の求め方(公式)が理解できましたか?本記事では熱効率が100%になることはないという知識も紹介したので、ぜひ知っておきましょう!熱効率は高校物理でも重要な分野の1つです。※アンケート実施期間:2020年1月21日~受験のミカタでは、読者の皆様により有益な情報を届けるため、中高生の学習事情についてのアンケート調査を行っています。今回はアンケートに答えてくれた方から10名様に500円分の図書カードをプレゼントいたします。著作権は受験のミカタおよび株式会社パンタグラフに帰属しています。権利者の許諾なく、私的使用の範囲を越えて複製したり、領布・公衆送信(送信可視化を含む)等をおこなうことは法律で固く禁じられています。Reserved.プッシュ通知をオンにして、受験のミカタの新しい記事や、プレゼントキャンペーンの情報などをいち早く手に入れましょう。プッシュ通知を許可するホーム画面に。