解答つきガスサイクルワークシート

無料で印刷できるガスサイクルのワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい

理想オットーサイクルの圧縮比は 10.5 である。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。理論熱効率 η をパーセントで求めよ。

r = 10.5k = 1.4

η = %

2.やさしい

圧縮比 11 の理想オットーサイクルで、空気は 30 °C で圧縮行程に入る。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。圧縮終わりの温度 T₂ を K で求めよ。

r = 11T₁ = 30 °Ck = 1.4

T₂ = K

3.ふつう

理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 22、締切比は r_c = v₃/v₂ = 2 である。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。理論熱効率 η をパーセントで求めよ。

r = 22r_c = 2k = 1.4

η = %

4.ふつう

理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 14、締切比は r_c = v₃/v₂ = 2.5 である。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。理論熱効率 η をパーセントで求めよ。

r = 14r_c = 2.5k = 1.4

η = %

5.むずかしい

ガスタービン発電設備が、圧縮機の圧力比 14 のブレイトンサイクルで運転されている。空気は 295 K で圧縮機に入り、1100 K でタービンに入る。圧縮機の断熱効率は 85%、タービンの断熱効率は 90% である。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。空気 1 kg あたりの正味仕事 w_net を kJ/kg で求めよ。

r_p = 14T₁ = 295 KT₃ = 1100 Kη_c = 85%η_t = 90%k = 1.4c_p = 1.005 kJ/(kg·K)

w_net = kJ/kg

6.むずかしい

ガスタービン発電設備が、圧縮機の圧力比 14 のブレイトンサイクルで運転されている。空気は 288 K で圧縮機に入り、1200 K でタービンに入る。圧縮機の断熱効率は 80%、タービンの断熱効率は 90% である。冷空気標準の仮定を用いる：空気は比熱一定の理想気体で、k = 1.4、c_p = 1.005 kJ/(kg·K)、c_v = 0.718 kJ/(kg·K) とする。空気 1 kg あたりの正味仕事 w_net を kJ/kg で求めよ。

r_p = 14T₁ = 288 KT₃ = 1200 Kη_c = 80%η_t = 90%k = 1.4c_p = 1.005 kJ/(kg·K)

w_net = kJ/kg

解答

1. η = 60.96 %
2. T₂ = 791.1 K
3. η = 66 %
4. η = 56.81 %
5. w_net = 134.3 kJ/kg
6. w_net = 167.5 kJ/kg

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。