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地熱発電に使えそうですな。
蒸気タービンの効率って最適化されまくってるんで非常に高いんですよ（ものによっては50%近い）。で、太陽電池に代表される光から電気への変換効率はそれに比べると相当低い（行っても半分とかそれ以下とか）。今回のはそれに加えて熱から光への変換（こちらもそんなに高効率なものが出来たという話は聞いたことがない）が間に入るので、トータルでの効率自体はもっと低くなってしまいます。そんなわけで、地熱のような大規模な高温熱源が用意できるんなら従来の手法の方が圧倒的に効率は高いと思います。（今回のは多分、目的とする分野がかなり違うんだと思います）
管が詰まってくるって聞いたけど、蒸気を引いてくるんじゃなくて岩盤に直接ペタッと熱を取るようにして、メンテフリー＆効率が落ちないようにしたり出来ないの？
> 熱からエネルギーを取り出すのは熱の総量だけではなく「温度差」が必要は？このストーリーのどこにも、「温度差」が必要なんて書いてないし、ボケるのもいい加減にしろよ。
このシステムには熱光電変換素子が使われており、表面にはナノスケールの穴が無数にあけられている。これがが熱を吸収すると、熱を整合性のある光の波長に変換して発電する仕組みとなっている。使用できる熱は発生源を問わず、太陽光、炭化水素燃料、崩壊する放射性同位体など何でも良いそうだ。熱と確実に整合性のある光の波長を選択することで効率的な新システムを作り出すことに成功したそうだ。
英
このストーリーのどこにも、「温度差」が必要なんて書いてないし、ボケるのもいい加減にしろよ。
温度差がないのにエネルギーが取り出せたら第二種永久機関ができたことになってしまいます。わざわざストーリーに書いてなくても、温度差は必要です。
温度差がない環境で何が起こるかというと、太陽電池が熱光電変換素子から受ける光のエネルギーと、太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあってエネルギーが取り出せなくなるのではないですかね。
> 太陽電池が熱光電変換素子から受ける光のエネルギーと、太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあってエネルギーが取り出せなくなる
太陽電池は受けた光のエネルギーの一部を電気に変えているので、「太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあう」ことはありえない。変換効率が15%の太陽電池だと発電できなかった85%は熱となり、黒体放射でエネルギーが逃げていくだろうが、15%はちゃんと電気となって出力されるというわけだ。
違います.
例えば, この太陽電池を不透明な箱の中に閉じ込めた思考実験をしてみます. 箱の中は箱の温度に応じた黒体輻射による光で満たされています. もし, ここで太陽電池が受けた光の15%を電気エネルギに無条件で変換できるのなら, 太陽電池からケーブルを箱の外に引き出すだけで電気エネルギが湧き出る魔法の箱の出来上がりです. さらに電気の形でエネルギが取り出されるので, 箱は熱を失って勝手に冷えていきます.
これはおかしいでしょ? これがエネルギ総量は変わらないが, 温度差が勝手に生じてしまう「第2種の永久機関」です. この思考実験で間違っているのは「受けた光の15%を電気エネルギに無条件で変換できる」という仮定です. 物体の輻射による放熱と吸熱は特定の温度では同じ(そうでないと勝手に物質の温度が上がったり下がったりする)ですから, 太陽電池がその温度で放射する光子よりも高いエネルギ, すなわち高温の放射源からの光を受けなければ電気エネルギに変換できる余剰のエネルギは生まれないのです. 実際にはこの余剰エネルギから何%かを引いた物が電気エネルギに変換されます. つまり, 太陽電池であっても多くの熱機関と同様に冷熱源が必要なのです.
でも多くの場合, 太陽電池で冷熱源を意識することはありませんよね. それは太陽などの可視光領域を温度に換算すると数1000K(太陽の表面温度と考えればいいです)に達しているため, たかだか数100Kの温度と比較すると絶対温度で10倍, ステファン-ボルツマンの法則 [nifty.com]により放射エネルギで1万倍の差があるためです. このくらい差がつくと計算や実測で無視してかまわないということになりますね.
さらに電気の形でエネルギが取り出されるので, 箱は熱を失って勝手に冷えていきます.
これがエネルギ総量は変わらないが, 温度差が勝手に生じてしまう「第2種の永久機関」です.
SteppingWind、貴方疲れてるのよ。
物体の放射による放熱と吸熱が同じにならず、物体の温度が勝手に上がったり下がったりするのは自然界によく知られた事象です。放射冷却 [wikipedia.org]は日本でも冬になれば起きてますし。周囲との熱交換よりも放射冷却による冷却効果を高くすれば、非電化冷蔵庫 [hidenka.net]なんかも作れます。
上記の思考実験で考えるなら、箱の内部の放射線は常に一部が熱ではなく電気に変換されていますので、電気エネルギーが外に出されれば箱の持つエネルギー量が減って温度が下がるのは当然です。
物体の放射による放熱と吸熱が同じにならず、物体の温度が勝手に上がったり下がったりするのは自然界によく知られた事象です。
元の話は熱平衡状態の話です。あなたの出しているのは熱平衡状態の例ではないので、不適切ですね。熱力学について勉強しなおすことをおすすめします。
わざわざ黒体放射によって熱平衡とならない状態を選んで例示してんだっつの。言わせんなよ恥ずかしい。
黒体放射ってのはあくまで物質がその温度に応じた強度の電磁波を放射するってだけなんで、その結果が必ず熱平衡状態になるわけではないです。ましてや、周囲や相手側の温度に応じて電磁波を引っ込めるような事にはならんので、理論的にはゼロKを超える温度の物体は必ず温度に応じた強度の電磁波を発するし、電磁波を受けた物体はその強度に応じたエネルギーを得るってだけで、温度差云々は少なくとも熱放射においては関係が無い。低温の物体から高温の物体に向けた熱放射でも熱の提供はされますよ。それで得る熱より、放射によって失われる熱の方が大きいのですが。
わざわざ黒体放射によって熱平衡とならない状態を選んで例示してんだっつの。
反論になっていません。あなたが熱力学について無知だと判断される理由は、熱平衡状態が成立している場合の話に、熱平衡が成立していない例を出して反論になると思っているからです。それがわざわざやったことかどうかは、全く関係ありません。
温度差云々は少なくとも熱放射においては関係が無い。
熱力学において「温度差がない」は、「対象となる物体だけを含む系を考えたときに熱平衡状態が成立すること」と定義するのが一般的でしょう。そして、熱平衡状態と放射は関係あります。したがって、関係がないというあなたの主張は誤りです。
SteppingWind さんは疲れてますね.妙な勘違いをしている．Kitune_Udon さんは間違っては無いけど，勘違いをうまく指摘できてない．どっちもどっちですね．
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Stableって古いって意味だっけ？ -- Debian初級
地熱発電 (スコア:1)
地熱発電に使えそうですな。
I'm out of my mind, but feel free to leave a comment.
Re: (スコア:0)
蒸気タービンの効率って最適化されまくってるんで非常に高いんですよ（ものによっては50%近い）。
で、太陽電池に代表される光から電気への変換効率はそれに比べると相当低い（行っても半分とかそれ以下とか）。今回のはそれに加えて熱から光への変換（こちらもそんなに高効率なものが出来たという話は聞いたことがない）が間に入るので、トータルでの効率自体はもっと低くなってしまいます。
そんなわけで、地熱のような大規模な高温熱源が用意できるんなら従来の手法の方が圧倒的に効率は高いと思います。
（今回のは多分、目的とする分野がかなり違うんだと思います）
Re: (スコア:0)
管が詰まってくるって聞いたけど、蒸気を引いてくるんじゃなくて岩盤に直接ペタッと熱を取るようにして、メンテフリー＆効率が落ちないようにしたり出来ないの？
そんなに高温の岩盤は地上にないでしょう (スコア:1)
地熱発電で熱を取り出すのは「地中の」高温岩盤ですし、それだって下手したら年単位で枯れるんですよ。
誰も地上の話なんてしてないし (スコア:0)
> 熱からエネルギーを取り出すのは熱の総量だけではなく「温度差」が必要
は？このストーリーのどこにも、「温度差」が必要なんて書いてないし、ボケるのもいい加減にしろよ。
英
Re: (スコア:0)
温度差がないのにエネルギーが取り出せたら第二種永久機関ができたことになってしまいます。わざわざストーリーに書いてなくても、温度差は必要です。
温度差がない環境で何が起こるかというと、太陽電池が熱光電変換素子から受ける光のエネルギーと、太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあってエネルギーが取り出せなくなるのではないですかね。
Re:誰も地上の話なんてしてないし (スコア:0)
> 太陽電池が熱光電変換素子から受ける光のエネルギーと、太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあってエネルギーが取り出せなくなる
太陽電池は受けた光のエネルギーの一部を電気に変えているので、「太陽電池から黒体放射で逃げるエネルギーがつりあう」ことはありえない。
変換効率が15%の太陽電池だと発電できなかった85%は熱となり、黒体放射でエネルギーが逃げていくだろうが、15%はちゃんと電気となって出力されるというわけだ。
Re:誰も地上の話なんてしてないし (スコア:1)
違います.
例えば, この太陽電池を不透明な箱の中に閉じ込めた思考実験をしてみます. 箱の中は箱の温度に応じた黒体輻射による光で満たされています. もし, ここで太陽電池が受けた光の15%を電気エネルギに無条件で変換できるのなら, 太陽電池からケーブルを箱の外に引き出すだけで電気エネルギが湧き出る魔法の箱の出来上がりです. さらに電気の形でエネルギが取り出されるので, 箱は熱を失って勝手に冷えていきます.
これはおかしいでしょ? これがエネルギ総量は変わらないが, 温度差が勝手に生じてしまう「第2種の永久機関」です. この思考実験で間違っているのは「受けた光の15%を電気エネルギに無条件で変換できる」という仮定です. 物体の輻射による放熱と吸熱は特定の温度では同じ(そうでないと勝手に物質の温度が上がったり下がったりする)ですから, 太陽電池がその温度で放射する光子よりも高いエネルギ, すなわち高温の放射源からの光を受けなければ電気エネルギに変換できる余剰のエネルギは生まれないのです. 実際にはこの余剰エネルギから何%かを引いた物が電気エネルギに変換されます. つまり, 太陽電池であっても多くの熱機関と同様に冷熱源が必要なのです.
でも多くの場合, 太陽電池で冷熱源を意識することはありませんよね. それは太陽などの可視光領域を温度に換算すると数1000K(太陽の表面温度と考えればいいです)に達しているため, たかだか数100Kの温度と比較すると絶対温度で10倍, ステファン-ボルツマンの法則 [nifty.com]により放射エネルギで1万倍の差があるためです. このくらい差がつくと計算や実測で無視してかまわないということになりますね.
Re:誰も地上の話なんてしてないし (スコア:1)
SteppingWind、貴方疲れてるのよ。
物体の放射による放熱と吸熱が同じにならず、物体の温度が勝手に上がったり下がったりするのは自然界によく知られた事象です。
放射冷却 [wikipedia.org]は日本でも冬になれば起きてますし。
周囲との熱交換よりも放射冷却による冷却効果を高くすれば、非電化冷蔵庫 [hidenka.net]なんかも作れます。
上記の思考実験で考えるなら、箱の内部の放射線は常に一部が熱ではなく電気に変換されていますので、電気エネルギーが外に出されれば箱の持つエネルギー量が減って温度が下がるのは当然です。
Re: (スコア:0)
元の話は熱平衡状態の話です。あなたの出しているのは熱平衡状態の例ではないので、不適切ですね。熱力学について勉強しなおすことをおすすめします。
Re:誰も地上の話なんてしてないし (スコア:1)
わざわざ黒体放射によって熱平衡とならない状態を選んで例示してんだっつの。言わせんなよ恥ずかしい。
黒体放射ってのはあくまで物質がその温度に応じた強度の電磁波を放射するってだけなんで、その結果が必ず熱平衡状態になるわけではないです。
ましてや、周囲や相手側の温度に応じて電磁波を引っ込めるような事にはならんので、理論的にはゼロKを超える温度の物体は必ず温度に応じた強度の電磁波を発するし、電磁波を受けた物体はその強度に応じたエネルギーを得るってだけで、温度差云々は少なくとも熱放射においては関係が無い。
低温の物体から高温の物体に向けた熱放射でも熱の提供はされますよ。それで得る熱より、放射によって失われる熱の方が大きいのですが。
Re:誰も地上の話なんてしてないし (スコア:2, おもしろおかしい)
反論になっていません。あなたが熱力学について無知だと判断される理由は、熱平衡状態が成立している場合の話に、熱平衡が成立していない例を出して反論になると思っているからです。それがわざわざやったことかどうかは、全く関係ありません。
熱力学において「温度差がない」は、「対象となる物体だけを含む系を考えたときに熱平衡状態が成立すること」と定義するのが一般的でしょう。そして、熱平衡状態と放射は関係あります。したがって、関係がないというあなたの主張は誤りです。
Re: (スコア:0)
SteppingWind さんは疲れてますね.妙な勘違いをしている．
Kitune_Udon さんは間違っては無いけど，勘違いをうまく指摘できてない．どっちもどっちですね．