1: 2016/11/01(火) 22:31:43.30 ID:CAP_USER
慶應大ら、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明
~熱力学に新たな原理が付加

若杉 紀彦2016年11月1日 14:00

古くから推測されていた熱エンジンと効率向上と出力の大きさとの間にはトレードオフの関係があることが慶應義塾大学理工学部の齊藤圭司准教授と、東京大学大学院総合文化研究科白石直人氏、学習院大学理学部の田崎晴明教授らの研究グループによって証明された。
 
火力発電所の発電機のように、高温の物体から熱を受け取り、それを電気のような「使えるエネルギー」に変える装置を一般的に「熱エンジン」と呼ぶ。高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ利用できたかの比率を「効率」という。
この効率には、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが分かっている。
一方、発電機では、効率だけでなく「何Wの電力が発電できるか」という「仕事率」が問題になる。
 
カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、トレードオフの関係で、同時に仕事率がゼロになることが漠然と予想されていた。
しかし、従来の熱力学には動作時間という概念が組み込まれていないため、仕事率を解析できず決定的な答えを得られていなかった。

続きはソースで

▽引用元:PC Watch 2016年11月1日 14:00
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1027753.html

▽関連
慶應義塾大学 プレスリリース 2016/10/31
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2016/10/31/28-18691/

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.190601
https://arxiv.org/abs/1605.00356 

images


引用元: 【熱力学】熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明 熱力学に新たな原理が付加/慶應大など©2ch.net

4: 2016/11/01(火) 22:37:07.62 ID:qdfUXDBK
エンジンが無くて、投入する燃料も無ければ、損失もゼロで

効率は100%って話?

160: 2016/11/02(水) 15:06:20.02 ID:88PTWMnB
>>4
いいや、それでも100%にはならない

6: 2016/11/01(火) 22:38:23.54 ID:/vl6LkTR
要約すると 物理学賞をまたいただきます ごめんね 周辺国ってことだw

7: 2016/11/01(火) 22:40:10.92 ID:pnZuaItk
がむしゃらに必死に最大限の努力を積み重ねて頑張っても結果を出せないなんて

8: 2016/11/01(火) 22:40:13.01 ID:d8AGUl40
「率」は前提をごっちゃにすると意味を失います

9: 2016/11/01(火) 22:40:58.87 ID:hGH7Oco3
回転にプラスマイナスがあってマイナス要因の負圧はプラスに作用させれば
まだ数パーセント効率を上げられる、もちろん機械式で時計のような構造で
今の金属の硬度では不可能だが理論上は可能である。

10: 2016/11/01(火) 22:43:24.46 ID:gp7C9/wm
わけわからん、つまり最高効率のエンジンはどうなるんだ?
どれだけのパワーが得られる?
パワーが十分得られないならたくさんつなぎ合わせればいいと思うが、その時の重量とかとか。

162: 2016/11/02(水) 15:10:27.69 ID:88PTWMnB
>>10
だから効率最大化したらパワーは0になるって研究成果でしょうよ。

13: 2016/11/01(火) 22:47:36.26 ID:hGH7Oco3
燃焼速度と回転数と負圧の一致で最大の効率にちかづける、負圧チャンバーを
用意すればまだ効率は上がるんじゃないかな

今はガスで動くエンジンは必要だけど、、、酸素と炭素で動くよね、あとは
熱効率をエネルギーに変えて残った排気ガスでさらにお湯でも沸かせば
最低点数はクリアできる。

14: 2016/11/01(火) 22:48:26.93 ID:62t1/TJu
高回転型のエンジンは効率が悪く、低回転型のエンジンは効率はいいが取り出せるエネルギーは小さいって話だな
効率がいいエンジンを作るためには大排気量で低回転型が必要であり、
昔から本田が言っていることと同じってことが理論的に説明できたって話しか?
そして免許を排気量で規制するのは時代に逆行し、出力で規制するべきだとも言っていた。

131: 2016/11/02(水) 10:09:58.82 ID:F0Is/z5w
>>14
やっぱり本田は天才だった

15: 2016/11/01(火) 22:49:59.63 ID:9gZGlVkw
確かにサイクル図に時間の概念は無いな。
気づかんかったわw

17: 2016/11/01(火) 22:54:04.24 ID:2T1Zmsei
温度差を他のエネルギー準位差に変換する場合に、

いま実用化されてる機関は効率が低いけど、

その変換効率を高めて理想に近づけようとすればするほど、

永遠に長い時間をかけてそれをやる必要があって、

エネルギーを取り出すことはできても時間あたりの出力が出なくなるよっていう話

63: 2016/11/02(水) 00:20:44.48 ID:cbq2vD/N
>>17
それって哲学で科学じゃないのでは?

110: 2016/11/02(水) 07:01:51.13 ID:1EhIMFcU
>>63
哲学も突き詰めれば科学で解明できるということだ。

18: 2016/11/01(火) 22:54:34.85 ID:6WG34RjT
神童とか超天才とか言われ、すべてを捨ててひたすら勉強したら
気が狂って廃人みたいな話でOK?

19: 2016/11/01(火) 22:56:38.36 ID:QPcg1LSJ
車のエンジンとは、関係ないレベルの話しなん?

21: 2016/11/01(火) 22:57:56.53 ID:hGH7Oco3
円運動だからプラスマイナスの関係で速く回せば回すほどエネルギーは
円運動に失われる、ロータリーのすばらしさをもう一度認識して
それを小型化して5デシベル程度の発電機にガスでつくれば東京電力はいらない

22: 2016/11/01(火) 23:01:26.36 ID:hGH7Oco3
温度差で発電すれば昼は熱さ、夜は寒さで発電できる、しかし電力は
それほど価値がない、そこに価値を与えるのが商売ではつめいしてもえいえんに
もうからないから実力者はあそんでくらしてる

23: 2016/11/01(火) 23:03:05.45 ID:cfJBhAxu
要するに廻らないエンジンは仕事をしないと云うことだわ
いくら金を貯め込んだ銀行も貸さなきゃ無意味と拡張して
経済熱力学を打ち立てようず。

25: 2016/11/01(火) 23:05:40.79 ID:XuESAJI0
社会に出たらやたら熱い事ばっか語ってる奴いるだろ、
そいつに実際仕事やらしてみたら、なんもできませんでした。っていう
ありがちなオチと一緒なんだよ

27: 2016/11/01(火) 23:10:03.14 ID:fg31ocZw
スポーツカーのエンジンは高出力だが燃費が悪い。
エコカーのエンジンは低出力だが燃費が良い。

みたいなもん?

35: 2016/11/01(火) 23:28:21.78 ID:69yIUhGL
>>27
ガソリンの爆発する力を100パーセント活用しようとするとエンジンが回転しない
ってことじゃ?
フリクションロスが発生して車を動かす力が出ないことでは?

29: 2016/11/01(火) 23:20:31.62 ID:J4SqEUtb
エネルギーを最大効率化させると、カラ回りしちゃうので、
クラッチいらずになる、ってことですね

30: 2016/11/01(火) 23:21:05.05 ID:3a1gQAqw
スターリングエンジンが最強じゃない
結局初めに作られたものが、一番良かったていう落ちなら
科学も、改めなきゃならんわなww

まぁ、低出力限定になるかもしれんが
蒸気なりにしても、一番、地球にやさしいのは確かだしなww

科学ってなんだろな('Д')

37: 2016/11/01(火) 23:30:33.16 ID:3jKyLI4/
>>1
現実世界で求められる効率は、ワット/円。
予算内でどれだけ仕事できるか。

燃焼効率が悪かろうと燃料安ければ問題ないってのが今の世界。

68: 2016/11/02(水) 00:25:37.30 ID:1a4o3Qi2
>>37 は同じ金額の燃料でどれだけ仕事をさせられるかという話だぞ

一定量の燃料でできる仕事の合計を増やすことを突き詰めて行くと、
1時間当たりにこなせる仕事の量がどんどん減っていく、ということが
非平衡統計熱力学で証明されたという内容だよ

43: 2016/11/01(火) 23:36:17.11 ID:wDfzVkyc
この世にあるものは全てゼロに戻るんだよ。
10の物を産み出したらどこかにー10の歪が生まれるだけ。
経済も又然り。泥の大地から掻き出し積み盛り上げた沈み続ける山と埋まり続ける谷でしかない。

46: 2016/11/01(火) 23:42:44.25 ID:HXrM8ZtR
「エネルギー」って色んな種類があるんだよな

量だけでなく質で考えるべきなのに
そういうアプローチの研究って進んでんの?

50: 2016/11/01(火) 23:48:50.18 ID:o92CDk/h
原理的に、カルノー効率までしか熱を出力として取り出せないって話になるのかな?

70: 2016/11/02(水) 00:28:41.37 ID:1a4o3Qi2
>>50
それは前からわかってる。カルノー効率に近づくように、
出力されるエネルギーの総量を高めようとすると
単位時間当たりに出力されるエネルギーは減っていくという話

143: 2016/11/02(水) 12:39:15.27 ID:n9vbtQ0x
>>1
そりゃ、0かける100は0だもんな