【高圧ガス】甲種機械 学識5 熱力学

Summary

この動画では、高圧ガス学識試験における熱力学の出題傾向と重要な公式について説明しています。特に、断熱圧縮、モル質量、比熱、絶対仕事などに焦点を当て、関連する公式や計算方法を詳細に解説します。混合ガスの状態変化や圧縮機の動力計算についての例題を通じて、試験対策に役立つ具体的な解法も紹介されています。熱力学における基礎知識を効率的に習得できる内容となっており、視聴者の学習をサポートします。

Takeaways

• 📘 熱力学において、機体の圧縮と圧縮機に関する問題が頻出。
• 🔢 混合ガスのモル質量は各ガスのモル質量とモル分率の総和で計算される。
• 🔧 比熱費は、定圧比熱を定容比熱で割ったものとして定義され、重要な公式。
• 📏 状態方程式PV=NRTが重要で、問題解決において容積比や圧力比の置き換えがよく使われる。
• ⚙️ 断熱変化の場合、PV^γが一定で、ボイルシャルルの法則が成立する。
• 🔄 断熱変化の仕事は内部エネルギーの変化量であり、NCVΔTの式で求められる。
• 📊 比熱比γを用いた計算がよく問われ、特に温度比と圧力比の関係式が重要。
• 💡 仕事の計算では、NCVΔTの式を用いて圧力比を使った式が導かれる。
• 📐 断熱圧縮時の温度T3を求める際は、比熱比を使い、指数計算が必要。
• 🔋 圧縮機の理論動力は絶対仕事に基づき、質量流量を考慮して計算される。

Q & A

混合ガスのモル質量はどのように求めますか？

混合ガスのモル質量は、それぞれの成分のモル質量とそのモル分数を掛け合わせて総和を取ることで求めます。

比熱費の定義は何ですか？

比熱費は、定圧比熱（Cp）と定体比熱（Cv）の差を表すものです。

マイヤーの式とは何ですか？

マイヤーの式は、定圧比熱、定体比熱、気体定数とその関係を示す式で、Cp - Cv = R となります。

状態方程式PV=nRTはどのような意味がありますか？

状態方程式PV=nRTは、気体の圧力（P）、体積（V）、モル数（n）、気体定数（R）、温度（T）の関係を示す式です。

絶対仕事と工業仕事の違いは何ですか？

絶対仕事は、気体の内部エネルギーの変化量を表し、工業仕事は、実際に機械に利用できる仕事量です。

断熱変化の際のボイルシャルルの式とは何ですか？

断熱変化では、PV^γ = 一定 というボイルシャルルの式が成り立ちます。

2段圧縮の時における中間冷却の目的は何ですか？

2段圧縮の時における中間冷却は、効率を向上させるための熱力学的なプロセスで、圧縮による温度の上昇を抑制するために行われます。

ヘリウムと窒素の混合ガスの平均モル質量を求める際にはどのような手順が必要ですか？

ヘリウムと窒素の混合ガスの平均モル質量は、それぞれのモル質量とモル分数を用いて計算します。

定用比熱容量を求める際にはどのような計算が必要ですか？

定用比熱容量は、与えられた熱量、質量、温度差から求めます。

断熱圧縮時の温度を求める際に用いる式は何ですか？

断熱圧縮時の温度は、PV^γ = 一定 の関係式と、比熱費を用いた式から求めます。

圧縮機の理論動力を求める際にはどのような計算が必要ですか？

圧縮機の理論動力は、絶対仕事（MCV * ΔT）に比熱費（γ）をかけたものが工業仕事となります。