열기관과 열효율 : 카르노 기관, 영구기관

1. 열기관 열기관 : 열원으로 부터 받은 열에너지를 유용한 일로 바꾸는 장치 위 그림을 보면 높은 고열이 있고 그 열이 열기관으로 흡수된다.

흡수된 열은 열기관을 이용하여 일을 하고 낮은 저열원이 된다. 이 때 받은 열로 외부에 일을 다하지 못한 열은 외부에 열로 방출하게 된다.

이 때 높은 고열원은 Q1이라 하고 방출된 열을 Q2라고 하고 한 일을 W라고 한다. 이를 이용하여 열기관의 열효율을 알 수 있다.

열효율은 기호로 e라고 쓰고 식으로는 W/Q1으로 나타낼 수 있다. 다른 식으로는 W = Q1 - Q2 가 된다.

따라서 열효율은 (Q1 - Q2) / Q1 가 된다. 즉, 열효율이 1인 열기관은 없다고 할 수 있다.

그 이유는 고온에서 시작한 열에너지가 이동하면서 저온으로 되는데 고온의 열이 저온의 열로 빠져 나가고 저온으로 된 열에너지는 다시 고온의 열에너지로 보낼 수가 없다. 따라서 저온이 된 열은 고온으로 바꾸는 일을 할 수 없다. 2.

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