●熱効率【ねつこうりつ】

熱機関が，それに接するいくつかの熱源から1サイクルの間に合計熱量 Q を吸収し，外に対して差引き合計 W の仕事をするとき，η＝W/Q をその熱機関またはサイクルの熱効率という。カルノーの熱機関 (→カルノーサイクル ) のように，系が熱量を授受する熱源が高低2つだけの場合，温度 T₁ の高温熱源から受ける熱量を Q₁ ，温度 T₂ の低温熱源に与える熱量を Q₂ とすると，熱力学第一法則によって，熱効率は η＝(Q₁－Q₂)/Q₁＝(T₁－T₂)/T₁ である。可逆機関ならどんな作業物質のときでも，η はこの値をもつ。また不可逆機関の熱効率はすべてこれより小さい。これがカルノーの定理である。いずれにしても，熱効率は必ず1より小さいから，熱効率を大きくするには，熱を供給する熱源の温度をなるべく高くし，熱を放出する熱源の温度をなるべく低くしなければならない。

熱機関に供給されたエネルギーのうち、仕事に変えられた熱量の割合。

　使った熱に対してそれがどれだけ仕事のエネルギーに変わったかを示す数値．

与えられた熱エネルギーのうち有効に利用された熱量の割合。一般に熱機関で供給された燃料の発熱量（燃料が燃焼してできた水蒸気が水にならない状態のまま冷却したときに得られる発熱量。低位発熱量という）に対して有効な仕事になった割合をいう。エンジンから取り出せる正味仕事とエンジン内で発生した図示仕事に対応して、正味熱効率、図示熱効率があり、正味熱効率には補機駆動出力を考慮する場合としない場合がある。

　燃料は完全に燃焼することはなく、実際に燃焼によって熱機関に供給される熱量は低位発熱量よりわずかに小さい。与えられた熱量の一部分は、燃焼ガスからシリンダー壁へ熱が伝わる冷却で失われ、さらに残りの熱量の一部分は排気で失われ、有効な仕事になるのは半分以下である。熱機関の熱効率は吸気、圧縮、燃焼、膨張、排気のサイクルの最高温度と最低温度の差が大きいほどよくなる。また往復動内燃機関では燃焼前の圧縮の高いほど、燃焼期間が短いほど、燃焼が上死点（ピストンの上昇限界）近くで起こるほど、燃料が空気に対して少ないほど熱効率がよくなる。またガソリンエンジンでは負荷が大きく、絞り弁の開いているほど熱効率がよくなる。内燃機関の正味熱効率は30％程度で、排気損失も30％程度であるから、排気のエネルギーを回生すれば熱効率を向上できる。その方法として排気のエネルギーの一部を排気ターボ過給機により回生して吸気圧力を高める方法と、排気タービンで動力として回生して効率を高める方法（コンパウンド機関という）と、熱交換器で蒸気を発生して蒸気タービンで動力として改正する方法（コンバインドシステム）などがあり、熱効率が60％程度に向上している機関もある。

［吉田正武］

系が吸収した熱のうち，その系による仕事として使われる割合をいう．熱力学第二法則によれば，効率が100％ の系あるいは熱機関は存在しない．