「プレスリリース：一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見」と内燃機関の理論効率の関係

シータ @Perfect_Insider

ふぁぼられた ja.favstar.fm/users/Perfect_… ja.favstar.fm/users/Perfect_…

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

「熱エンジン」は物理の用語ですし、プレスリリース本文で定義を解説しています。ふつう内燃機関を「熱エンジン」とは呼ばないと思うのですが。 われわれの結果は内燃機関を含むように拡張できそうですが実用的意味はあまりないですね。 @nancorocolo @ShinyaMatsuura

Jun Makino @jun_makino

「考えうるほぼ全ての熱エンジンにあてはまります」と書いてあるけど動作ガスを捨てる内燃機関とかガスタービンにはあてはまらなくないこれ？ twitter.com/Hal_Tasaki/sta…

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

【プレスリリース：一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見】 白石+齊藤+田崎のプレスリリースを出した。今時めずらしい、ものすごく基礎的で渋い話だけど、長い目で見て重要な仕事だと思っています。 解説は読みやすいはず。 keio.ac.jp/ja/press-relea…

2016-10-31 17:43:19

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

内燃機関は（今のままでは）ダメです。熱エンジンという言葉を物理では普通の意味（複数の熱源と熱のやりとりをして仕事を取り出す装置）で使っています。 twitter.com/jun_makino/sta…

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

@ElekiTan ありがとうございます。そのあたりも相談してみます。 「原理的な限界」と書いてあるので、そういう話だとわかると思うのですが。

Jun Makino @jun_makino

.@Hal_Tasaki 了解です。「一般的な熱エンジン」は通常の意味で一般的な熱機関（内燃機関とかガスタービン）は含まない、ということですね？注意深く読めばそう分かるとは思います。

Jun Makino @jun_makino

.@Hal_Tasaki まあなので、スターリングエンジンとかその手のものは何故駄目で、ガスタービンや内燃機関はよいのか、を改めて明らかにしている論文だと思いました。

Jun Makino @jun_makino

keio.ac.jp/ja/press-relea… 一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見

Jun Makino @jun_makino

論文にある熱エンジンでは、熱浴とエンジン（の動作物質）の間の緩和 時間が本質的にエントロピー生成をもたらすんだけど、内燃機関ではそういう 制約はない。

Jun Makino @jun_makino

動作流体を入れ換えることに伴う仕事は発生する。少なくとも、速度を 大きくしていくと入れ換える流体の速度が無限に大きくなって、例えば吸気速 度が音速を超えることは可能かというと、、、

Jun Makino @jun_makino

あ、スーパーチャージャーつければ可能なんだけど、環境に対して停止 しているエンジンでは吸気口で音速は超えられないので、それがある意味理論 限界になるのかな。

Jun Makino @jun_makino

と、田崎さんはすでにかいてたのか。熱機関は明らかに内燃機関を含むし、熱機関を英語にすると heat engine なのでちょっとなんだかなあな気はする。

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

なるほど、そんな意義が。 @jun_makino まあなので、スターリングエンジンとかその手のものは何故駄目で、ガスタービンや内燃機関はよいのか、を改めて明らかにしている論文だと思いました。

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

まさにそう！ 以前「磁場中の電気伝導を利用すれば有限パワーとカルノー効率を両立できるかも」という話を聞いたときは楽しくて興奮した。今回は非常にもそういう「夢」をつぶしてしまったのであった。 twitter.com/apj/status/793…

闇のapj @apj

@Hal_Tasaki @ShinyaMatsuura 面白い。でもまた１つ、そんな都合のよい現象は無い的な身も蓋もない現実が突きつけられたｗ

2016-11-01 17:03:32

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

とはいえ、ぼくらの上限は（熱伝導率と関連する）物質依存の定数を含むので、ものすごく熱伝導のいい素材をつくればパワーは大きくできるわけですが。 @apj @ShinyaMatsuura

Jun Makino @jun_makino

そういえば内燃機関というと富塚清「動力物語」(岩波新書)という真に素晴らしい本があるんだけど、これ入手困難？まあ古本でアマゾンで買えるのか。エンジニアを名乗る/こころざす人はすべからく読むべし。

Jun Makino @jun_makino

mikipress.com/books/2008/07/… 動力の歴史も版元品切れなのか。これ買ってあったかなあ？

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

あ、そうか！ 内燃機関を「単一温度環境下で化学エネルギーを仕事に変える『化学エンジン』」としか認識していなかったのですが「化学反応で内部に熱を発生させそれを仕事に変える『熱機関』」という見方があるということですね。というより、そういう見方が普通なのか・・ @jun_makino

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

内燃機関は単一温度環境で化学エネルギーを仕事に変える化学エンジンであり、最大仕事は反応前後のギブス自由エネルギーの差。ドカンと爆発させ外に熱を捨てるやり方はエネルギーは無駄にしているがスピードは実に速い。ここでも効率と仕事率のトレードオフはありそうだが一筋縄ではいかないか・・

Jun Makino @jun_makino

.@Hal_Tasaki そういう見方をして、熱機関としてサイクル線図を書くことで内燃機関のエネルギー効率についての議論が可能になっているわけです。例えばこんな感じ： fnorio.com/0102heat_engin…

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

@jun_makino なるほど。狭義熱機関のカルノー限界用のようなぎりぎりの原理的な限界といった話とは違うけれど、こういう近似的な扱いで実用的な意味はあるということなのですね。

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

@jun_makino そして、そういう見方だと「エンジンの中に高温の熱源が瞬時にして何のロスもなく出現した」ことになり、パワーへの制限はおそらく何もないということですね。

原田 裕史 🥚 🧷 @harada_hirofumi

@Hal_Tasaki 瞬時というわけにもいかないですね。火炎伝播の速度があります。@jun_makino

Hal Tasaki @Hal_Tasaki

@harada_hirofumi はい、おっしゃる通りで、実装を考えるとそういうことはあると思います。 牧野さんも書かれていますが、ぼくもさしあたって第ゼロ近似というつとりでした。 @jun_makino