カルノーサイクル（理想的な熱機関）
最大効率の理論値
各種公式
$$W=Q1-Q2$$
$$η＝1-\frac{Q2}{Q1}=1-\frac{T2}{T1}$$
ランキンサイクル（蒸気タービン）
2018年問5
ランキンサイクル
$$乾き度 x=\frac{s-s’}{s”-s’}$$
$$湿り蒸気の比エントロピー s=s’+x(s”-s’) [kJ/kg・K]$$
$$湿り蒸気の比エンタルピー h=h’+x(h”-h’) [kJ/kg]$$
$$熱効率 η=\frac{(hc-hd)-(hb-ha)}{hc-hb}$$
ランキンサイクルの再熱サイクル 2019年問題5
$$熱効率 ηth=\frac{(hc-he)+(hf-hg)}{(hc-hb)+(hf-he)}$$
冷凍サイクル（逆ランキンサイクル）
| 過程 | 機器 | 変化 | 放熱・吸熱 |
| 1→2 | 圧縮機 | 等エントロピー変化 | 断熱 |
| 2→3 | 凝縮器 | 等圧変化 | 熱量Q1の放熱 |
| 3→4 | 膨張弁 | 等エントロピー変化 | 断熱 |
| 4→1 | 蒸発器 | 等圧変化 | 熱量Q2の吸熱 |
$$圧縮機の仕事率P=m(h2-h1) [kW]$$
$$凝縮器の熱量Q1=m(h2-h3) [kW]$$
$$蒸発器の熱量Q2=m(h1-h3) [kW]$$
$$成績係数 COP=\frac{h1-h3}{h2-h1}$$
オットーサイクル（ガソリンエンジン）
2018年問題4
$$行程体積 Vs=V1-V2 [㎥]$$
$$圧縮比 ε=\frac{V1}{V2}$$
$$圧力比 ξ=\frac{P3}{P2}$$
$$熱量 Qin=mCv(T3-T2) [W] Qout=mCv(T4-T1) [W]$$
$$仕事率 L=Qin-Qout [W]$$
$$熱効率 ηth=1-\frac{T4-T1}{T3-T2}$$
ディーゼルサイクル（ディーゼルエンジン）
$$熱量 Qin=mCp(T3-T2) [W] Qout=mCv(T4-T1) [W]$$
$$仕事率 L=Qin-Qout [W]$$
$$熱効率 ηth=1-\frac{1}{κ}・\frac{T4-T1}{T3-T2}$$
ブレントンサイクル（ガスタービン）
$$断熱変化の温度と圧力 PV^κ=\frac{T^\frac{κ}{κ-1}}{P}=一定$$
$$熱量 Qin=mCp(T3-T2) [W] Qout=mCp(T4-T1) [W]$$
$$熱効率 ηth=1-\frac{T4-T1}{T3-T2}=1-\frac{T4}{T3}=1-\frac{T1}{T2}$$
複合サイクル（コンバインドサイクル）
$$回収効率 ηR=1-\frac{Q3}{Q2}$$
$$総合効率 η=η1+(1-η1)η2ηR$$
