カルノーサイクル

正解

正解：(2) 等温膨張では、外部に熱量を放出し、等温圧縮では、外部から熱量を受け取る。

解き方

1. 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4つの可逆過程からなる。
2. 等温膨張では高温熱源から熱量を受け取って外部に仕事をし、等温圧縮では外部から仕事をされて低温熱源に熱量を放出する。(2) はこれが逆になっているので適当でない。
3. 効率は η = 1 − T2 / T1（T1は高温熱源、T2は低温熱源の絶対温度）であり、温度差が大きいほど高くなる。

選択肢ごとの解説

1. (1)適当。η = 1 − T2 / T1であり、両熱源の温度差が大きいほど効率は高い。
2. (2)適当でない。等温膨張では外部から熱量を受け取り、等温圧縮では外部へ熱量を放出する。
3. (3)適当。断熱膨張では内部エネルギーが仕事に使われて温度が下がり、断熱圧縮では温度が上がる。
4. (4)適当。同じ高温熱源と低温熱源の間で働く熱機関のうち、可逆サイクルであるカルノーサイクルの効率が最大である。