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逆カルノーサイクル(ぎゃくカルノーサイクル、英: reversed Carnot cycle)は、理論的に最も効率の高い理想的な可逆熱力学サイクルである。カルノーサイクルを逆運転させたものであり、低温の熱源(絶対温度TC)から高温の熱源(TH)へ熱を移動させるが、その際、外部から仕事を受け取ることが必要である。この点、外部に仕事を果たすカルノーサイクルとは逆である。
サイクル[編集]
- 1-4 温度TC でQC の熱を等温過程により吸熱
- 4-3 温度TH まで断熱圧縮
- 3-2 温度TH でQH の熱を等温放熱
- 2-1 温度TC まで断熱膨張
理論成績係数[編集]
成績係数COPは吸熱量を見る冷凍機サイクルとしての(COP)R と、放熱量を見るヒートポンプサイクルとしての(COP)H に分けられる。
![{\displaystyle \mathrm {(COP)_{R}} ={\frac {Q_{\mathrm {C} }}{W}}={\frac {T_{\mathrm {C} }}{T_{\mathrm {H} }-T_{\mathrm {C} }}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f478eeb0305e71eaf954873ba0d6618d6417a8cd)
![{\displaystyle \mathrm {(COP)_{H}} =-{\frac {Q_{\mathrm {H} }}{W}}={\frac {T_{\mathrm {H} }}{T_{\mathrm {H} }-T_{\mathrm {C} }}}=\mathrm {(COP)_{\mathrm {R} }} +1>1}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/92ca5815c13d273bd71067a6c391a7ff5242db35)
ここで
- (COP)R : 冷凍サイクルの理論成績係数
- (COP)H : ヒートポンプサイクルの理論成績係数
である。
また、熱量QH 、QC および外部から供給された有効仕事W は、各状態の絶対温度T 、エントロピーS を用いて次のように表される:
![{\displaystyle Q_{\mathrm {H} }=T_{\mathrm {H} }(S_{2}-S_{3})<0}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f50df16186d0df56b7a603ba1718b10ce788064b)
![{\displaystyle Q_{\mathrm {C} }=T_{\mathrm {C} }(S_{4}-S_{1})=T_{\mathrm {C} }(S_{3}-S_{2})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6699326a80df1d3d55107f65ff3ced479e681600)
![{\displaystyle W=-(Q_{\mathrm {H} }+Q_{\mathrm {C} })=(T_{\mathrm {H} }-T_{\mathrm {C} })(S_{3}-S_{2})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/792314e4be7750535bccc4923f0491fd8fd84677)
関連項目[編集]
参考文献[編集]