２５章：乾燥飽和水蒸気の生成熱、内部エネルギ、エンタルピおよびエントロピ

    作成2012.07.19(2012.07.24修正）

  1. 内部エネルギ
    　統一工学単位における熱力学の第1法則

    (2.3)式から

    与えた熱エネルギをｒ、内部エネルギをu’’、比容積をv’’としたとき

    が成立します。蒸気の生成熱ｒは

    であり、総熱量λ’’は

    となります。


  2. エンタルピ
    　エンタルピの関係式

    乾燥飽和水蒸気のエンタルピをi’’、内部エネルギをu’’、比容積をv’’としたとき

    あるいは

    となります。


  3. 乾燥飽和水蒸気のエントロピs’’
    　エントロピの定義式は


    エントロピ増加s’’-s’は温度Tsの一定での変化であり

    となります。したがって

    となります。


  4. 数表の作成
    　以下の式を用いて計算を行い、数表を作成します。




    　上記の計算を実行するにあたって、エネルギの単位を統一する必要があります。単位変換定数 A＝1/427　（ kcal/ mkp）を用いて、 kcalの単位で計算します。

    総熱量λ’’内部エネルギu’’、生成熱r、エントロピs’’計算結果を表25-1に示します。

    表25-1　内部エネルギu’’、生成熱r、エントロピs’’計算結果
    沸点 圧力 比容積 比容積 エンタルピ エンタルピ 熱量 内部エネルギ 平均比熱 比熱 エントロピ 総熱量 内部エネルギ 蒸発熱 エントロピ
    摂氏 絶対圧 液体 気体 液体 気体 液体 液体 液体 液体 液体 気体 気体 気体 気体
    t p ｖ’ ｖ’’ ｉ’ ｉ’’ q’ u’ c’m c’ ｓ’ λ’’ u’’ r=i''-i' ｓ’’
    ℃ kp/cm2 m3/kg m3/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg・deg kcal/kg・deg kcal/kg・deg kcal/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg・deg
    0 0.006228 0.0010002 206.300 0.00 597.20 0.00 0.00 0.0000 1.006 0.0000 597.20 567.11 597.20 2.1875
    5 0.008890 0.0010000 147.200 5.03 599.40 5.03 5.03 1.0060 1.006 0.0183 599.40 568.75 594.37 2.1563
    10 0.012513 0.0010004 106.400 10.04 601.60 10.04 10.04 1.0040 1.002 0.0362 601.60 570.42 591.56 2.1265
    15 0.017376 0.0010010 77.990 15.04 603.80 15.04 15.04 1.0026 1.000 0.0537 603.80 572.06 588.76 2.0980
    20 0.023830 0.0010018 57.840 20.03 606.00 20.03 20.03 1.0015 0.998 0.0709 606.00 573.72 585.97 2.0708
    25 0.032290 0.0010030 43.410 25.02 608.20 25.02 25.02 1.0008 0.998 0.0878 608.20 575.37 583.18 2.0447
    30 0.043250 0.0010044 32.930 30.00 610.40 30.00 30.00 1.0000 0.996 0.1044 610.40 577.05 580.40 2.0199
    35 0.057330 0.0010061 25.250 34.99 612.50 34.99 34.99 0.9997 0.998 0.1207 612.50 578.60 577.51 1.9957
    40 0.075200 0.0010079 19.550 39.98 614.70 39.98 39.98 0.9995 0.998 0.1367 614.70 580.27 574.72 1.9729
    45 0.09771 0.0010099 15.280 44.96 616.80 44.96 44.96 0.9991 0.996 0.1525 616.80 581.83 571.84 1.9508
    50 0.12578 0.0010121 12.050 49.95 619.00 49.95 49.95 0.9989 0.998 0.1681 619.00 583.50 569.05 1.9299
    55 0.16051 0.0010145 9.584 54.94 621.00 54.94 54.94 0.9988 0.998 0.1834 621.00 584.97 566.06 1.9092
    60 0.20310 0.0010171 7.682 59.94 623.20 59.94 59.94 0.9989 1.000 0.1985 623.20 586.66 563.26 1.8900
    65 0.25500 0.0010199 6.206 64.93 625.20 64.92 64.92 0.9988 0.998 0.2134 625.19 588.14 560.27 1.8710
    70 0.31770 0.0010228 5.049 69.93 627.30 69.92 69.92 0.9989 1.000 0.2281 627.29 589.73 557.37 1.8531
    75 0.39310 0.0010258 4.136 74.94 629.30 74.93 74.93 0.9991 1.002 0.2426 629.29 591.22 554.36 1.8355
    80 0.48290 0.0010290 3.410 79.95 631.30 79.94 79.94 0.9992 1.002 0.2568 631.29 592.74 551.35 1.8187
    85 0.58940 0.0010323 2.830 84.96 633.20 84.95 84.95 0.9994 1.002 0.2709 633.19 594.14 548.24 1.8023
    90 0.71490 0.0010359 2.361 89.98 635.10 89.96 89.96 0.9996 1.003 0.2848 635.08 595.57 545.12 1.7865
    95 0.86190 0.0010396 1.981 95.01 637.00 94.99 94.99 0.9999 1.005 0.2986 636.98 597.01 541.99 1.7714
    100 1.0332 0.0010435 1.673 100.04 638.90 100.02 100.01 1.0002 1.005 0.3121 638.88 598.42 538.86 1.7568
    105 1.2318 0.0010474 1.419 105.08 640.70 105.05 105.05 1.0005 1.007 0.3255 640.67 599.77 535.62 1.7425
    110 1.4609 0.0010515 1.210 110.12 642.50 110.09 110.08 1.0008 1.007 0.3388 642.47 601.10 532.38 1.7288
    115 1.7239 0.0010558 1.036 115.18 644.30 115.14 115.14 1.0012 1.011 0.3519 644.26 602.47 529.12 1.7156
    120 2.0245 0.0010603 0.8914 120.30 646.00 120.25 120.25 1.0021 1.023 0.3649 645.95 603.74 525.70 1.7025
    125 2.3666 0.0010650 0.7701 125.30 647.70 125.24 125.24 1.0020 0.998 0.3777 647.64 605.02 522.40 1.6902
    130 2.7544 0.0010697 0.6680 130.40 649.30 130.34 130.33 1.0026 1.018 0.3902 649.24 606.21 518.90 1.6778
    135 3.1920 0.0010746 0.5817 135.50 650.80 135.43 135.42 1.0031 1.018 0.4028 650.73 607.32 515.30 1.6658
    140 3.6850 0.0010798 0.5084 140.60 652.20 140.51 140.51 1.0037 1.018 0.4152 652.11 608.33 511.60 1.6539
    145 4.2370 0.0010850 0.4459 145.80 654.00 145.70 145.69 1.0048 1.037 0.4276 653.90 609.75 508.20 1.6433
    150 4.8540 0.0010906 0.3924 150.90 655.50 150.79 150.78 1.0052 1.017 0.4398 655.39 610.89 504.60 1.6327
    155 5.5400 0.0010963 0.3464 156.10 656.90 155.97 155.96 1.0063 1.037 0.4518 656.77 611.96 500.80 1.6219
    160 6.3020 0.0011021 0.3068 161.30 658.30 161.15 161.14 1.0072 1.036 0.4639 658.15 613.02 497.00 1.6117
    165 7.1460 0.0011082 0.2724 166.50 659.60 166.33 166.31 1.0081 1.036 0.4758 659.43 614.01 493.10 1.6016
    170 8.0760 0.0011144 0.2426 171.70 660.90 171.51 171.49 1.0089 1.036 0.4875 660.71 615.02 489.20 1.5918
    175 9.101 0.0011210 0.2166 176.90 662.10 176.69 176.66 1.0096 1.035 0.4992 661.89 615.93 485.20 1.5822
    180 10.225 0.0011275 0.1939 182.20 663.20 181.96 181.93 1.0109 1.055 0.5108 662.96 616.77 481.00 1.5726
    185 11.456 0.0011345 0.1739 187.50 664.30 187.23 187.20 1.0121 1.054 0.5223 664.03 617.64 476.80 1.5634
    190 12.800 0.0011415 0.1564 192.80 665.30 192.50 192.46 1.0132 1.054 0.5338 665.00 618.42 472.50 1.5543
    195 14.265 0.0011490 0.1410 198.10 666.20 197.77 197.72 1.0142 1.053 0.5451 665.87 619.10 468.10 1.5453
    200 15.857 0.0011565 0.1273 203.50 667.00 203.13 203.07 1.0156 1.073 0.5564 666.63 619.73 463.50 1.5363
    205 17.585 0.0011645 0.1151 208.90 667.70 208.49 208.42 1.0170 1.072 0.5677 667.29 620.30 458.80 1.5275
    210 19.456 0.0011726 0.1043 214.30 668.30 213.84 213.77 1.0183 1.071 0.5788 667.84 620.78 454.00 1.5188
    215 21.477 0.0011812 0.09472 219.80 668.80 219.30 219.21 1.0200 1.091 0.5899 668.30 621.16 449.00 1.5100
    220 23.659 0.0011900 0.08614 225.30 669.20 224.75 224.64 1.0216 1.090 0.6010 668.65 621.47 443.90 1.5015
    225 26.007 0.0011991 0.07845 230.80 669.50 230.19 230.07 1.0231 1.089 0.6120 668.89 621.72 438.70 1.4930
    230 28.531 0.0012088 0.07153 236.40 669.70 235.73 235.59 1.0249 1.108 0.6230 669.03 621.91 433.30 1.4844
    235 31.239 0.0012186 0.06530 242.10 669.70 241.37 241.21 1.0271 1.127 0.6341 668.97 621.93 427.60 1.4758
    240 34.140 0.0012291 0.05970 247.70 669.60 246.90 246.72 1.0288 1.106 0.6450 668.80 621.87 421.90 1.4674
    245 37.244 0.0012400 0.05465 253.50 669.40 252.63 252.42 1.0311 1.145 0.6559 668.53 621.73 415.90 1.4588
    250 40.560 0.0012512 0.05006 259.20 669.00 258.25 258.01 1.0330 1.124 0.6668 668.05 621.45 409.80 1.4504
    255 44.100 0.0012629 0.04591 265.00 668.40 263.97 263.70 1.0352 1.143 0.6776 667.37 620.98 403.40 1.4416
    260 47.870 0.0012755 0.04213 271.00 667.80 269.88 269.57 1.0380 1.182 0.6886 666.68 620.57 396.80 1.4330
    265 51.880 0.0012888 0.03870 277.00 666.90 275.78 275.43 1.0407 1.181 0.6996 665.68 619.88 389.90 1.4243
    270 56.140 0.0013023 0.03557 283.00 665.90 281.68 281.29 1.0433 1.180 0.7105 664.58 619.13 382.90 1.4157
    275 60.660 0.0013169 0.03272 289.20 664.80 287.78 287.33 1.0465 1.219 0.7215 663.38 618.32 375.60 1.4069
    280 65.460 0.0013321 0.03010 295.30 663.50 293.77 293.26 1.0492 1.198 0.7325 661.97 617.36 368.20 1.3983
    285 70.540 0.0013484 0.02771 301.60 661.90 299.95 299.37 1.0524 1.236 0.7435 660.25 616.12 360.30 1.3892
    290 75.920 0.0013655 0.02552 308.00 660.20 306.22 305.57 1.0559 1.255 0.7546 658.42 614.83 352.20 1.3801
    295 81.600 0.0013837 0.02350 314.40 658.30 312.49 311.76 1.0593 1.253 0.7657 656.39 613.39 343.90 1.3711
    300 87.610 0.0014036 0.02163 321.00 656.10 318.95 318.12 1.0632 1.292 0.7768 654.05 611.72 335.10 1.3616
    305 93.950 0.0014250 0.01991 327.70 653.60 325.50 324.56 1.0672 1.310 0.7881 651.40 609.79 325.90 1.3520
    310 100.640 0.0014480 0.01830 334.60 650.80 332.24 331.19 1.0718 1.349 0.7996 648.44 607.67 316.20 1.3419
    315 107.690 0.0014720 0.01682 341.70 647.80 339.18 337.99 1.0768 1.387 0.8112 645.28 605.38 306.10 1.3318
    320 115.130 0.0014990 0.01544 349.00 644.20 346.30 344.96 1.0822 1.425 0.8232 641.50 602.57 295.20 1.3210
    325 122.950 0.0015290 0.01415 356.50 640.40 353.62 352.10 1.0881 1.463 0.8353 637.52 599.66 283.90 1.3100
    330 131.180 0.0015620 0.01295 364.20 636.00 361.13 359.40 1.0943 1.501 0.8476 632.93 596.22 271.80 1.2984
    335 139.850 0.0015980 0.01183 372.30 631.10 369.02 367.07 1.1016 1.579 0.8603 627.82 592.35 258.80 1.2860
    340 148.960 0.0016410 0.01076 380.70 625.60 377.21 374.98 1.1094 1.637 0.8735 622.11 588.06 244.90 1.2730
    345 158.540 0.0016920 0.009759 389.60 619.30 385.89 383.32 1.1185 1.735 0.8872 615.59 583.07 229.70 1.2589
    350 168.130 0.0017470 0.008803 398.90 611.90 394.96 392.02 1.1285 1.815 0.9015 607.96 577.24 213.00 1.2434
    355 179.240 0.0018140 0.007875 409.50 603.20 405.30 401.89 1.1417 2.068 0.9170 599.00 570.14 193.70 1.2255
    360 190.420 0.0019070 0.006963 420.90 592.80 416.44 412.40 1.1568 2.228 0.9341 588.34 561.75 171.90 1.2056
    365 202.110 0.0020300 0.006060 434.20 579.60 429.47 424.59 1.1766 2.605 0.9531 574.87 550.92 145.40 1.1810
    370 214.680 0.0022300 0.005000 452.30 559.30 447.27 441.09 1.2088 3.561 0.9771 554.27 534.16 107.00 1.1436
    374 225.200 0.0027900 0.003470 485.30 512.70 480.02 470.59 1.2835 8.188 1.0136 507.42 494.40 27.40 1.0559
    沸点 圧力 比容積 比容積 エンタルピ エンタルピ 熱量 内部エネルギ 平均比熱 比熱 エントロピ 総熱量 内部エネルギ 蒸発熱 エントロピ

    表25-1において、
    ・近似的にエンタルピをi’’＝総熱量λ’’となります。しかし内部エネルギu’’とは一致し ません。これは、体積変化による仕事エネルギの影響です。








２６章：湿り水蒸気の内部エネルギ、エンタルピおよびエントロピに行く。

トップページに戻る。