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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
vP1234qin​qout​

圧縮比 9.5 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 = 9.5T1 = 30 °Ck = 1.4
T2 = K
2.やさしい
vP1234qin​qout​

圧縮比 8 の理想オットーサイクルで、空気は 15 °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 = 8T1 = 15 °Ck = 1.4
T2 = K
3.ふつう
vP1234qin​qout​

理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 16、締切比は rc = v₃/v₂ = 1.5 である。 圧縮開始時の空気の温度は 320 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 = 16rc = 1.5T1 = 320 Kk = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
4.ふつう
vP1234qin​qout​

理想ディーゼルサイクルの圧縮比は r = 19、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 = 19rc = 2k = 1.4
η = %
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 12 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、1400 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 = 12T1 = 290 KT3 = 1400 Kηc = 85%ηt = 90%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 12 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、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 = 310 KT3 = 1200 Kk = 1.4cp = 1.005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

解答

  1. 1. T2 = 746 K
  2. 2. T2 = 662 K
  3. 3. qin = 487.5 kJ/kg
  4. 4. η = 63.95 %
  5. 5. wnet = 289.2 kJ/kg
  6. 6. wnet = 290.9 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。