問4 ある熱機関が80 J の熱を受け取り，一部を仕事に変え，64 J の熱を放…
問1 ～問4 に答えよ。
問4 ある熱機関が80 J の熱を受け取り，一部を仕事に変え，64 J の熱を放出した。この熱機 関がした仕事と，熱効率の組合せとして正しいものはどれか。次の1 ～4 のうちから一つ選 べ。
- 1 仕事〔J〕：16 熱効率：0．2仕事は80−64＝16J、熱効率は16÷80＝0.2で、どちらも正しい値です。
- 2 仕事〔J〕：16 熱効率：0．8仕事は正しいのですが、熱効率が誤りです。0.8は放出した熱64Jを80Jで割った値です。
- 3 仕事〔J〕：64 熱効率：0．264Jは放出した熱であって、した仕事ではありません。仕事は差の16Jです。
- 4 仕事〔J〕：64 熱効率：0．8仕事と熱効率のどちらも、放出した熱64Jをそのまま使ってしまった値です。
解説
正解は1です。熱機関がした仕事は、受け取った熱から放出した熱を引いて求めます。80Jを受け取り64Jを放出したのですから、仕事は80−64＝16Jです。熱効率は、受け取った熱のうちどれだけを仕事に変えられたかの割合なので、16÷80＝0.2となります。つまりこの熱機関は受け取った熱の2割しか仕事に変えられていません。熱効率が1になることはなく、必ず一部の熱が捨てられる点も、あわせて押さえておきましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00003.htm）を加工して作成