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冷凍機屋

今日はTAの日。講師は前回と同じく住友重機械のS氏。

冷凍機についてのお話を伺う。

物理(あるいは熱力学)を知っている人であれば、一度は必ず耳にするのが、カルノーサイクルと呼ばれる熱サイクルである。

注射器のようなピストンと容器の系を考えてみよう。以下の操作をしてみる。

1.容器を等温に保ちながらピストンを引く、つまり体積を増やすと、熱を吸収する。

2.その後、断熱にして、ほかっとくと温度が下がる。このとき、体積は増える。

3.そのまま等温にしといてピストンを押すと、今度は熱を放出する。

4.そしてまた断熱にしとくと、系は最初の温度、体積となり、もとに戻る。

このような一周過程をカルノーサイクルという。

これは熱力学的には理想的なサイクルと考えられ、熱を扱う職業の人たちにとってはお手本となる。この過程では、高熱源から熱を吸収し、低熱源に放出する。

このサイクルを逆にする(つまり4→3→2→1)ことで、冷凍サイクルを考えることができる。

この場合、低熱源から熱を吸収し、高熱源に放出するから、低熱源はどんどん冷える。

冷凍機屋はこのときの効率(つまり、何%の熱が仕事に変わったか)を常に参考にして、クーラーなり、冷蔵庫なり、冷凍機を作るのだ。

しかし、カルノーサイクルはあくまで理想的な過程であって、現実には実現不可能である。

よって、効率を上げるために、様々な努力を企業側は行っている。

クーラーなどはここ10年で消費電力が約2分の1になったという。これも冷凍機屋の効率(=地球にやさしい)精神の賜物なのである。

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