第2種永久機関

過去の僕のmixiをどしどし転載していきます!!
まずは、去年の4月8日の記事ですね。


以下は、さっきご飯食べながら作ってしまった第2種永久機関(熱力学第2法則に反する機関)。
本当は答えを教えて貰おうと思ったんですが、ここに丁寧な説明を加えてたら自分で答えに気づいてしまったので、とりあえず懸賞問題という形で。1番に解けた人には僕がジュース奢ります。期限は今から24時間(←Xylo君によって正答済みです)


(1) ピストン付き透熱シリンダーの中に気体を封入して常温常圧の大気中に放置する。
→シリンダー内部は1atmとなる

(2) ここで、ピストンを動かないように固定して、系を真空中に運んでいく(外部のみ真空)

(3) 真空内で、ピストンを外部のバネに繋いでからピストンの固定を解放し、シリンダー内部の体積が2倍になるまで準静的にピストンを動かすことによって、気体の内部エネルギーをバネの弾性エネルギーに変換する。(準静的な過程にするためにピストンを押さえる力が仕事をするが、それは負の仕事である)

(4) 再びピストンを固定して、系を大気中に運んでいく

(5) 大気中でピストンを断熱材で囲ってから固定を解放すると、内圧と外圧の差から、ピストンは大気から押されて、元の位置に戻る。その後断熱材を外すと、(3)で失った内部エネルギーは、大気からの熱の流入という形で補われるので、シリンダー内部の気体の状態は(1)〜(5)の操作前と何も変わらない。

(1)〜(5)の操作によって、大気の熱エネルギーがバネを介して力学的エネルギーに変わるという第2種永久機関が出来た!

上の議論の間違いを指摘してください。