熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1265 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
1.やさしい
QH = 2300 kJQL = 1265 kJ
W = kJ
2.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1610 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
QH = 2300 kJQL = 1610 kJ
W = kJ
3.ふつう
熱機関が 650 °C の熱源から熱を受け取り、30 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 40% である。第二法則効率(実際の効率とカルノー効率の比)ηII を求めよ。
TH = 650 °CTL = 30 °Cη = 40%
ηII = %
4.ふつう
熱機関が 675 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2000 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。
TH = 675 °CTL = 20 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
5.むずかしい
熱機関が 1 サイクルあたり 300 °C の熱源から 2200 kJ の熱を受け取り、528 kJ の仕事をして、残りを 30 °C の熱源へ放出する。1 サイクルあたりの全エントロピー生成量 Sgen を求めよ。
TH = 300 °CTL = 30 °CQH = 2200 kJW = 528 kJ
Sgen = kJ/K
6.むずかしい
熱機関が 1 サイクルあたり 800 °C の熱源から 3000 kJ の熱を受け取り、1500 kJ の仕事をして、残りを 40 °C の熱源へ放出する。1 サイクルあたりの全エントロピー生成量 Sgen を求めよ。
TH = 800 °CTL = 40 °CQH = 3000 kJW = 1500 kJ
Sgen = kJ/K
解答
- 1. W = 1035 kJ
- 2. W = 690 kJ
- 3. ηII = 59.56 %
- 4. Wmax = 1382 kJ
- 5. Sgen = 1.677 kJ/K
- 6. Sgen = 1.995 kJ/K
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