カルノーサイクル（P-V線図）

正解

正解：(4) 断熱膨張では、気体の温度が上昇し、断熱圧縮では気体の温度が低下する。

解き方

1. カルノーサイクルの断熱膨張では、気体は外部に仕事をする分だけ内部エネルギーが減り、温度が高温熱源の温度から低温熱源の温度まで低下する。断熱圧縮では逆に温度が上昇する。
2. 温度の上昇と低下を逆に述べている(4)が適当でない。

選択肢ごとの解説

1. (1)適当。カルノーサイクルは等温膨張→断熱膨張→等温圧縮→断熱圧縮の四つの可逆過程からなる。
2. (2)適当。理論熱効率は η = 1 − T₂/T₁ で、高温熱源と低温熱源の温度差が大きいほど高い。
3. (3)適当。等温膨張では高温熱源から熱を受け取り、等温圧縮では低温熱源へ熱を放出する。
4. (4)適当でない。断熱膨張では温度が低下し、断熱圧縮では温度が上昇する。