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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理想オットーサイクルの圧縮比は 10 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 = 10k = 1.4
η = %
2.やさしい
vP1234qin​qout​

理想オットーサイクルの圧縮比は 6.5 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、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 = 6.5k = 1.4
η = %
3.ふつう
vP1234qin​qout​

理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 14、締切比は rc = v₃/v₂ = 1.5 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、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 = 14rc = 1.5k = 1.4
η = %
4.ふつう
vP1234qin​qout​

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 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。 空気 1 kg あたりの加熱量 qin を kJ/kg で求めよ。

r = 22rc = 1.8T1 = 310 Kk = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
5.むずかしい
vP1234qin​qout​

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 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 82%、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 = 290 KT3 = 1500 Kηc = 82%ηt = 88%k = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.むずかしい
vP1234qin​qout​

ガスタービン発電設備が、圧縮機の圧力比 18 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、1400 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 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 = 18T1 = 288 KT3 = 1400 Kηc = 80%ηt = 85%k = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

解答

  1. 1. η = 60.19 %
  2. 2. η = 52.7 %
  3. 3. η = 62.02 %
  4. 4. qin = 858.2 kJ/kg
  5. 5. wnet = 305.8 kJ/kg
  6. 6. wnet = 207.8 kJ/kg

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