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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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
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圧縮比 9.5 の理想オットーサイクルで、空気は 35 °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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 圧縮終わりの温度 T2 を K で求めよ。

r = 9.5T1 = 35 °Ck = 1.4
T2 = K
2.やさしい
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圧縮比 6.5 の理想オットーサイクルで、空気は 20 °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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 圧縮終わりの温度 T2 を K で求めよ。

r = 6.5T1 = 20 °Ck = 1.4
T2 = K
3.ふつう
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理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 15、締切比は rc = v₃/v₂ = 1.8 である。 圧縮開始時の空気の温度は 295 K 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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 加熱終わりの温度 T3 を K で求めよ。

r = 15rc = 1.8T1 = 295 Kk = 1.4
T3 = K
4.ふつう
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理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 15、締切比は rc = v₃/v₂ = 2.5 である。 圧縮開始時の空気の温度は 310 K 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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 加熱終わりの温度 T3 を K で求めよ。

r = 15rc = 2.5T1 = 310 Kk = 1.4
T3 = K
5.むずかしい
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ガスタービン発電設備が、圧縮機の圧力比 12 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、1200 K でタービンに入る。 圧縮機もタービンも等エントロピー的に作動する。 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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 空気 1 kg あたりの正味仕事 wnet を kJ/kg で求めよ。

rp = 12T1 = 295 KT3 = 1200 Kk = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.むずかしい
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ガスタービン発電設備が、圧縮機の圧力比 8 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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 0.718 kJ/(kg·K) とする。 空気 1 kg あたりの正味仕事 wnet を kJ/kg で求めよ。

rp = 8T1 = 295 KT3 = 1100 Kηc = 85%ηt = 90%k = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

解答

  1. 1. T2 = 758.3 K
  2. 2. T2 = 619.8 K
  3. 3. T3 = 1569 K
  4. 4. T3 = 2289 K
  5. 5. wnet = 306.5 kJ/kg
  6. 6. wnet = 162.7 kJ/kg

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