Transcript エントロピー変化の式

カルノーサイクルのT-s線図
カルノーサイクルを表現するの
にp-v線図だけでは分かりづらい．
T-s線図を用いるとどう書き表せ
るか？
エントロピー変化の式
• エントロピーの定義と閉じた系の準静的過
程における熱力学第1法則
よって，
Qrev  TdS
Qrev  dU  pdV
TdS  dU  pdV
• また
dH  dU  pdV  Vdp
より
TdS  dH  Vdp
理想気体のエントロピー変化
• 理想気体の関係式
pv  RT, du  c v dT, dh  c p dT
を利用すると
du pdv
dT
dv
ds 

 ds  c v
R
T
T
T
v
dh vdp
dT
dp
ds 

 ds  c p
R
T
T
T
p
演習 (49,51,52,54)
• 温度200˚Cのもとで，水蒸気の圧力が0.1 MPaから0.2 MPaに
変化した．このときの水蒸気の比エントロピー変化を求めよ．
ただし，水蒸気のガス定数を0.462 kJ/(kg•K)とせよ.
• 水蒸気が，圧力0.1 MPaのもとで，温度が100˚Cから200˚Cに
上昇した．このときの比エントロピー変化を求めよ．
• 圧力0.1 MPa，温度100˚Cの水蒸気が，圧力0.2 MPa，温度
200˚Cに変化した．このときの比エントロピー変化を求めよ．
• 80˚Cの銅ブロック4.0 kgと20˚Cの銅ブロック3.0 kgを長時間接
触させて，均一な温度にするときの，それぞれのブロックの
エントロピー変化を求めよ．ただし，銅の比熱を0.37
kJ/(kg•K)とする．
演習（44,47,36）
• 25˚C と5˚C の２つの熱源の間で逆カルノーサイクルを行
わせ，ヒートポンプとして使用するとき，動作係数を計算
せよ．
• 水が15˚C で製氷器に入り，- 5˚C の氷となって出ていく．
この製氷器の運転中のCOP が2.4 であるとするならば，
12 kg/h の割合で氷を作るために要求される動力はどれ
ほどか？（ただし，15˚C の水1 kg を- 5˚C の氷に変える
ためには，384 kJ のエネルギーを奪う必要がある）
• 下の表に示す互いに反応しいない２種類の理想気体を混
合し，温度300 K，容積3.0 m3 にすると圧力はどうなる
か？
圧力
容積
温度
気体A
0.01 MPa
1.5 m3
250 K
気体B
0.02 MPa
0.5 m3
310 K