学籍番号氏名熱力学演習問題（その3） 1．摩擦が作用しないピストンを

学籍番号
氏
名
熱力学演習問題（その３）
１．摩擦が作用しないピストンを備えたシリンダ内に空気 2 kg が入っている．その初期状
態は，温度 300 ℃，圧力 0.2 MPa であったが，等圧の下で熱を失ってその容積が最初
の半分になった．この準静的過程において，1) 空気に与えられた熱量，2) 空気が周囲
に行った仕事，3) 空気の内部エネルギーの増加，4) 空気のエンタルピーの増加をそれ
ぞれ求めよ．
答．1) -573 kJ, 2) -164 kJ, 3) -411 kJ, 4) -573 kJ
２．内容積 0.5 m3 の密閉容器内の空気の初期状態は，温度 15 ℃，圧力 0.5 MPa である．こ
の容器の内圧が 1 MPa になるまで加熱した．この準静的過程において，1) 空気の質量，
2) 加熱後の空気温度，3) 空気に加えられた熱量，4) 空気の内部エネルギーの増加を
それぞれ求めよ．ただし，容器の熱膨張を無視し，空気の気体定数 286.8 J/(kgK)，空気
の等積比熱 0.718 kJ/(kgK)とする．
答．1) 3.03 kg, 2) 576 K, 3) 626 kJ, 4) 626 kJ
３．圧力 1 MPa，温度 27℃，比熱比 1.4 の理想気体 0.01 m3 をシリンダとピストンで構成さ
れる容器に入れて 0.1 MPa まで等温状態保ちながら膨張させた．この準静的過程におい
て，1) 膨張後の気体体積，2) 膨張後の気体温度，3) 気体が周囲に対して行った仕事，
4) 気体に加えられた熱量をそれぞれ求めよ．
答．1) 0.1 m3, 2) 300 K, 3) 23.0 kJ, 4) 23.0 kJ

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