高校物理「熱力学」熱効率30%の熱機関B
◆問題
仕事率70kW,熱効率30%の熱機関がある。この熱機関は重油を燃料として仕事をする。重油の発熱量を4.2×10^7[J/kg]として、次の問いに答えよ。
(1) この熱機関が1時間にする仕事を求めよ。
(2) この熱機関が仕事を1時間したとき、外部に捨てられる熱量を求めよ。
(3) この熱機関が仕事を1時間したとき、消費される重油の質量を求めよ。
この記事では(3)を解説します。
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◆解説
この熱機関は重油の燃焼で生じる熱量を動力源としています。
その熱量の30%が仕事に使われ、残り70%は外界に排出されます。
(1)で仕事を求め、(2)で捨てられた熱量を求めました。
これらの合計が重油の燃焼で生じた熱量です。
単純に合計でもいいですし、比を使って計算しても良いです。
ここでは合計してみます。
2.52×10^8+5.88×10^8=8.4×10^8[J]
重油の発熱量は4.2×10^7[J/kg]ですね。
つまり、1kgの重油で、4.2×10^7Jの熱量が発生します。
8.4×10^8Jの熱量を生じるには、
(8.4×10^8)÷(4.2×10^7)=20kg
この問題の最初に戻る→(1) この熱機関が1時間にする仕事を求めよ。
◆関連項目
熱効率、熱力学まとめ
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2022年01月21日
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