基本例題 26 熱機関
重油を燃料とする仕事率 50kW の熱機関がある。 この熱機関は, 重油を1.0kg |
燃焼させると, 外部に 1.2×10'Jの仕事をする。ただし, 重油を燃焼させると, 1.0
gあたり 4.0×10^ J の発熱量があるものとする。
(1) 熱機関の熱効率はいくらか。
(2)この熱機関が1時間にする仕事はいくらか。
(3)この熱機関が1時間はたらくとき,仕事に変えられずに外部に捨てられる熱量
はいくらか。
解答 (1) 重油1.0kg (=1.0×103g) を燃焼させたときの発熱量は,
(4.0×10^)×(1.0×10°)=4.0×107J
熱効率eは,e=
外部にする仕事
吸収する熱量
1.2×107
から,e=
-=0.30
4.0×107
0.30(30%)
(2)50kW=50×10°J/s, 1h=3600sより, 熱機関が1時間にする仕事 W' [J] は, W = Pt から,
W'=(50×103) x3600=1.8×10°J
1.8×10°J
(3) 熱機関が1時間はたらくときに使用する重油の, 燃焼時の発熱量を Q1 〔J] とすると,
W'
Q
e= から,Q=-
W' 1.8×10°
=
-=6.0×10°J
e
0.30
したがって,仕事に変えられずに外部に捨てられる熱量 Q2 〔J] は,
Qz=Q-W'=6.0×10°-1.8×10°=4.2×10°J
4.2×10°J