17限目：熱力学第一法則と熱効率｜物理基礎・最短攻略パック

【今回のポイント】

• 気体に加えた熱 \(Q\) の使い道は 「内部エネルギーの増加（温度上昇）」と「外部への仕事（膨張）」の2種類だけ。これを式にしたのが熱力学第一法則 \(Q = \Delta U + W\) である。
• 第一法則を使うときの命綱は 符号の判定。\(Q\)・\(\Delta U\)・\(W\) すべてを 「気体の立場（気体目線）」 で、もらった＋／出した−、広げた＋／縮められた− と決める。
• 熱効率 \(e\) は 「吸収した熱のうち、どれだけを仕事に変えられたかの割合」で \(e = \displaystyle\frac{W}{Q_{\text{吸収}}}\)。小数で表すので \(100\) を掛けない。
• 熱機関は受け取った熱の 一部を必ず「捨てる熱」として外に出す ため、熱効率は \(1\)（\(100\,\%\)）にはならない。