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熱力学ツール

熱力学サイクル計算機

カルノー・オットー・ディーゼル・ブレイトンの4サイクルをP-V線図とT-s線図でリアルタイム可視化。熱効率・仕事量・熱交換量を即時計算します。

$$\eta = 1 - \frac{Q_L}{Q_H} = 1 - \frac{T_L}{T_H} \text{ (Carnot)}$$
パラメータ設定
サイクル種別
比熱比 γ 1.40
空気: 1.40 / 単原子理想気体: 1.67
低温源 T_L / 入口温度 T₁ [K] 300 K
高温源 T_H / 最高温度 T₃ [K] 1200 K
圧縮比 r_c 9.0
オットー: 8–12 / ディーゼル: 14–22
初期圧力 p₁ [kPa] 101 kPa
オットーサイクル
等積燃焼を仮定したガソリンエンジンの理想サイクル。
実際のエンジンの熱効率 30〜35% に対し理論値は高め。
熱効率 η
—
%
正味仕事 W_net
—
kJ/kg
入熱量 Q_in
—
kJ/kg
排熱量 Q_out
—
kJ/kg
状態点 1
—
状態点 2
—
状態点 3
—
状態点 4
—
P-V 線図（状態方程式）
T-s 線図（エントロピー）
理論 — 熱力学サイクル効率式

カルノー効率（理論上限）

$$\eta_\text{Carnot} = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$

同じ温度間で動く全可逆サイクルの中で最高の効率

オットー効率

$$\eta_\text{Otto} = 1 - \frac{1}{r_c^{\,\gamma-1}}$$

圧縮比 $r_c = V_1/V_2$ で決まる。$r_c=9,\gamma=1.4$ → η≈58%

ディーゼル効率

$$\eta_\text{Diesel} = 1 - \frac{1}{r_c^{\gamma-1}}\cdot\frac{r_\text{CO}^\gamma - 1}{\gamma(r_\text{CO}-1)}$$

高圧縮比・等圧燃焼が特徴

ブレイトン効率

$$\eta_\text{Brayton} = 1 - r_p^{\,(1-\gamma)/\gamma}$$

圧力比 $r_p$ で決まる。ガスタービン・ジェットエンジンの基本

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