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熱力学Ｉ復習問題
No.１－２
―理想気体の状態式―
１．圧力９×10６ Pa、温度 15 ℃の炭酸ガス 10 kg を入れるボンベの体積を求めよ。炭酸ガスの気体定数は
0.189 kJ/(kg･K)である。
pV  mRT より V 
mRT 10kg  0.189kJ/(kg･K)  (273  15)K

 0.0605 m 3
3
p
9  10 kPa
２．二酸化炭素 CO2 の 2.2g は何 mol か求めよ。
ＣＯ2 のモル質量Ｍ
kg/kmol は，
M  [CO 2 ]  12  16  2  44 kg/kmol より，
n
m 2.2  10 3 kg

 0.05  10 3 kmol  0.05 mol
M
44kg/kmol
３．プロパンの分子記号は C3H8 であり、比熱比   1.138 であることが分かっている。このとき、定圧比熱
cp と定積比熱 cv を求めよ。
MR  R0  8314 J/(kmol  K)
cp 
cv 

 1
R
より，
R  8314 / 44  189 J/(kg  K)
1.138
 189  1559 J/(kg  K)  1.559 kJ/(kg･K)
1.138  1
1
1
R
 189  1370 J/(kg  K)  1.370 kJ/(kg･K)
 1
1.138  1
または， c v  c p  R  1.559  0.189  1.370 kJ/(kg  K)
４．体積 0.5 m３のタンクに圧力 300 kPa、温度 280 K の酸素が入っている。この酸素の質量を求めよ。ま
た、この酸素を 360 K まで加熱するのに要する熱量を求めよ。
ただし、気体定数 R は 259 J/(kg･K)、定積比熱 cv は 0.654 kJ/(kg・K)とする。
pV 300  10 3 Pa  0.5m 3

 2.07 kg
RT 259J/ (kg･K)  280K
Q12  mcv (T2  T1 )  2.07 kg  0.654kJ/(kg･K)  (360  280)K  108 kJ
m
５．ある気体 3 kg が圧力 105 kPa、体積 2.2 m3 の状態から、圧力 400 kPa、体積 0.6 m３の状態に変化した。
この変化で内部エネルギーに変化がないとすれば、エンタルピーの増加はいくらか。
状態１，２のエンタルピーＨ１，Ｈ２は
H 1  U 1  p1V1，　H 2  U 2  p 2V2
 H  H 2  H 1  U 2  U 1    p 2V2  p1V1 


 0  400kPa  0.6m 3  105kPa  2.2m 3  9 kJ

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