物理
高校生
解決済み
物理の熱効率についてです。
写真の問題の(4)の熱効率を求める時に、公式が
e=(Qin-Qout)/Qin=W’/Qin
となるのはわかるんですが何がQinで何がQoutで何がW’なのかがよくわからなくて、結果的になぜ赤ででかこってるように公式に代入されるのかがわかりません！
分かる方いましたらお願いします！
例題4 気体の状態変化・熱効率
(Pa)
B
2p
単原子分子理想気体" [mol] に対して,図男[]
の3つの過程をくり返して状態をゆっくり
変化させた状態Aの気体の温度を
T[K],気体定数を R[J/ (mol・K)] とする。
BCは等温変化であり,その際,気体
は外部から1.4nRT [J]の熱量を吸収した。
次の各量をn, R, T を用いて表せ。
(1) 状態 B の温度 TB [K]
A
C
0
V
2V 体積(m²)
(2)A→Bで,気体がされた仕事 WAB [J] と気体が吸収した熱量 QAB [J]
(3)CAで,気体がされた仕事 WcA[J] と気体が吸収した熱量 Qca[J]
(4) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e(有効数字2桁)
p.439
指針 ABは定積変化, BCは等温変化, CAは定圧変化である。
(1)ボイル・シャルルの法則 (p.110 (6)式) より TB = 2T[K]
(2)ABは定積変化であるから WAB=0J, QAB = 4UAB
3
=
nRT [J]
15
2
(3)C→Aは定圧変化であるから,状態Aでの状態方程式 V = nRT を
用いると,気体が外部にした仕事 WcA' [J] は
Wca'=p(V-2V)=-pV=-nRT
よって,気体がされた仕事は WCA=-WcA'=nRT [J]
また,気体が吸収した熱量は, 熱力学第一法則 (p.122 (25) 式)より
5
QCA=4UCA - WCA
==
12/23nRT-nRT=-1/2nRT[J]
2
(4)BCは等温変化であるから, 気体が外部にした仕事 WBc'[J] は
WBc'=QBc=1.4nRT[J]
よって,熱効率の式「e=W' -」 (p.135(47) 式) より
Qin
e=
WAB' + WBc' + WCA'
QAB + QBC
=
0+1.4nRT- nRT
4
(3/2)nRT +1.4nRT
≒ 0.14
29
類題4単原子分子理想気体に対して、図の4つの
過程をくり返して状態を変化させた。 この (Pa)
サイクルを熱機関とみなし
カ
B
回答
疑問は解決しましたか？
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そういうことか！
めっちゃわかりやすいです！
ありがとうございました！！