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 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、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 = 9T1 = 30 °Ck = 1.4
T2 = K
2.やさしい
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圧縮比 6 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 = 6T1 = 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 = 22、締切比は rc = 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、cp = 1.005 kJ/(kg·K)、cv = 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 = 22rc = 2k = 1.4
η = %
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 = 22、締切比は rc = v₃/v₂ = 1.8 である。 圧縮開始時の空気の温度は 300 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。 空気 1 kg あたりの加熱量 qin を kJ/kg で求めよ。

r = 22rc = 1.8T1 = 300 Kk = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
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 8 のブレイトンサイクルで運転されている。空気は 310 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 88%、タービンの断熱効率は 88% 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 = 310 KT3 = 1100 Kηc = 88%ηt = 88%k = 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 14 のブレイトンサイクルで運転されている。空気は 290 K で圧縮機に入り、1500 K でタービンに入る。 圧縮機の断熱効率は 88%、タービンの断熱効率は 85% 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 = 14T1 = 290 KT3 = 1500 Kηc = 88%ηt = 85%k = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

解答

  1. 1. T2 = 730.1 K
  2. 2. T2 = 600.3 K
  3. 3. η = 66 %
  4. 4. qin = 830.5 kJ/kg
  5. 5. wnet = 148.5 kJ/kg
  6. 6. wnet = 305.8 kJ/kg

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