8章:等圧過程
作成2012.06.20
- 仕事エネルギー
圧力pが一定のとき
状態式、(2.1)式から
の関係が得られる。なされた仕事lは
(8.2)式に(2.1)式の関係を代入すると
- 内部エネルギー変化
内部エネルギーの変化は
- 全エネルギー
気体に与えられた全エネルギーqは
として、5章のエンタルピ[i]の式が全て成立します。
表5-1 エンタルピ[i]の数表(単位:kcal/kg)を使用する場合
表3-1 定圧比熱cpの数表(単位:kcal/kg・deg)を使用する場合
- 仕事の効率
等圧過程では、熱量qは内部エネルギー[u]の増加と膨張の仕事[l]に費やされる。
(2.3)式をdqで割ると
従って
0℃における空気のk(=cp/cv)の値は1.4であり、(8.6)式に代入すると
等圧過程においては、全熱量の28.5%が膨張の仕事となり、残りにの71.5%は内部エネルギーの
増加、すなわち温度上昇に使われる。
- 例題8-1
温度30℃の乾燥空気2kp一定圧力で最初の容積の1.4倍に膨張した。この場合の最終温度、膨
張の仕事、消費された熱量を求めよ。
ただし
絶対零度=-273℃
空気のガス定数R=29.27(mkp/kg・K)
単位変換定数A=1/427 ( kcal/ mkp)
表5-1 エンタルピ[i]の数表(単位:kcal/kg)を用いて計算
とします。
解答
(2.1)式において、p=一定とするならば、最終温度T2は
仕事は
(8.3)式から膨張の仕事は
表5-1 エンタルピ[i]の数表(単位:kcal/kg) から
30℃における空気の内部エネルギーi1=7.2203 (kcal/kg)=3083.07( mkp/kg・K)
151℃における空気の内部エネルギーi2=36.4602 (kcal/kg・K)=15568.50( mkp/kg・K)
(5.3)式から消費された熱量は
定圧比熱を用いて計算する方法もありますが、表5-1 エンタルピ[i]の数表(単位:kcal/kg) を
用いたほうが計算が簡単になります。
9章:等温過程に行く。
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