No.1ベストアンサー
- 回答日時:
エネルギーを使わずに、100cc100℃の水を作る方法はありません。
熱量は同じでも、いったん下がってしまった温度は、何もエネルギーを使わずに再上昇させることはできないのです。
これは、熱力学第二法則に則った物理現象です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E5%8A%9B% …
「100ccで100°の水を200ccで50°の水にするには100ccで0°の水を入れるだけで良い」のは、元の100℃の水が、後で入れられた0℃の水に熱を渡したことによるもので、高温の水から低温の水へ、自然に熱が移動したためです。
また、電気エネルギーは、水を加熱して沸騰させることはできますが、温水の内部の熱エネルギーを使って、他の水を沸騰させることはできません。
低温から高温側へは熱移動は起こらないからです。
このことを、電気エネルギーはエネルギーとしての質が高い、といい、温水のエネルギーは、エネルギーの質が低い、といいます。
1cc単位当たりで考えれば、それ自身はエネルギーを受けて50℃から100℃に加熱されなりませんが、水自身の持つ熱エネルギーは質が悪く、高温から低温へのエネルギーの移動は起こっても、低温から高温へ熱を渡すことは、エネルギーを使うこと無しには不可能なのです。
(近年のエアコンや発電設備にある熱交換器という装置は、電気エネルギーを使って稼働させている点に注意。)
この、次第に質の悪いエネルギーへと変換され、最終的に拡散して実質的に失われていくことを、エントロピーの増大、ともいいます。
No.2
- 回答日時:
世の中には、「可逆」のことと「不可逆」のこととがあります。
生きている人が死ぬことはありますが、いったん死んだ人が生き返ることはありません。(オカルトとか魔術というのは無しです)
時間も、昔から現在、未来へと進みますが、それを逆にすることはできません。
そういうものです。
No.4
- 回答日時:
「50°の水200ccで100°の水100ccを作る」のを,20°の環境で行うとします.
50°の水が20°の環境と同じ温度になるまで,50°の水から熱エネルギーを取り出し,20°の環境に熱エネルギーを排出しながら熱機関を動かせば,エネルギーを取り出すことは“原理的に”可能です(このエネルギーをエクセルギーと言います.)
このエネルギーを用いてヒートポンプを駆動すれば,20°あるいは50°の水を加熱することで100°の水を作ることが,可能です.ただし,最も効率の高い熱機関(カルノー熱機関)と最も効率の高いヒートポンプ(カルノーヒートポンプ)を組み合わせても,「50°の水200ccで100°の水100ccを作る」のは,“原理的に”できません.
もう少し50°の水が沢山あれば,“原理的に”可能です.概算ですが, 50°の水が644ccあれば,“原理的に”可能です.
ただし,50°の以下の高温熱源(この場合,水です)と20°の環境温度の中で,エネルギーを取り出す熱機関を製作することは,“技術的に”とても難しく,現実には相当量の50°の水があっても出来ないと思います.
詳しいことをお知りになりたければ,「熱力学 -事例で分かる考え方と使い方-」実教出版の第4章演習問題6に,似た問題があります.ご参考までに.
参考URL:http://www.jikkyo.co.jp/contents/112386.html
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