解説 - 問題 4

ii) このカルノーサイクルの熱効率$\eta$は、式$\eta$=【7】で表される。$\eta$を求めるためにまず$T_H$を求める。i)から、仕事$\Delta W$は$\Delta W$=【8】の関係式で表され、それが100Jであることから、$T_H$の値は【A】[K]となる。よって、$\eta$の値は【B】×$10^{-1}$となる。

2) カルノーサイクルを逆方向に回して、逆カルノーサイクルヒートポンプを実現する。ここで、温度$T_L$は300K、温度$T_H$は900Kとする。
低温熱源から1サイクル中に6000Jの熱を吸収した。このときのエントロピーの変化量($S_H-S_L$)を求める。
低温熱源から吸収する熱量$\Delta Q_L$を求める式は、=【9】で表すことができるので、($S_H-S_L$)の値は【C】[J/K]となる。一方、高温熱源へ汲み上げる熱量$\Delta Q_H$を求める式$\Delta Q_H$=【10】より、数値を代入して計算すると$\Delta Q_H$の値は【D】×$10^4$[J]となる。