現在、ボイラー技士の勉強をしています。
文系なので元々物理は苦手ということもあり、いわゆる基礎事項で困っています。
エンタルピの公式なのですが、以下の通りとなっています。
H=U+PV
H=エンタルピ(J)
U=内部エネルギー
P=圧力(Pa)
V=体積(m3)
ここで分からないのは、Hの単位がJとなっていますが、計算するにはUにPVを合計するという点です。
PVとなると、単位はJとなるのでしょうか。
圧力と体積の積がJとは、ピンとこないのですが…。
あとエンタルピと比エンタルピの違いも、良く分かりません。
お手数をおかけしますが、どなたか回答いただければ幸いです。
宜しくお願いします。
A 回答 (2件)
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No.2
- 回答日時:
私の理解の範囲なので、誤ってたらすみません。
SI単位では、J=N・m2、Pa=N/m2、
比体積(体積でなく密度の逆)は、vは m3/kg
ので、比エンタルピの式で
h=u+Pv
で考えると、
左辺は:
h=J/kg=N・m/kg
右辺は
u=J、Pa=N/m2、v=m3/kg
で単位を整理すると。
N・m/kg+N/m2×m3/kg
=N・m/kg+N・m/kg
よって、J/kg=J/kg+J/kg
と左辺と右辺が同じ単位になります。
ありがとうございました。
一つ確認させていただきたいのですが、ご回答では
N/m2×m3/kg=N・m/kg
となっています。
1平方メートルあたりNとキログラムあたり立方メートルで
それぞれ異なりますが、これをかけるとN・mになりますか。
かつて勉強しているはずなのですが、完全に忘れています。
N・mに至る過程もご教示いただければ、幸いです。
No.1
- 回答日時:
「J」というのは国際単位系のSIに基づく仕事、熱、電力等の「量」の単位で「ジュール」といい
ます。
エンタルピーというのは、ある物質が持つ熱量のことです。それを単位質量(1kg)の物質が持って
いるエンタルピーを0℃の物質の持つものと比較したものを「比エンタルピー」と言います。
エンタルピーの単位は(kJ)で、比エンタルピーの単位は(kJ/kg)です。エンタルピは「熱量」を
表すので、上記のSI単位系の定義から「J」という単位が出てくるのです。
最後に何故「計算するにはUにPVを合計する」のかといえば、物質の熱量変化により、内部エネルギー
(U)が生じますが、同時に物質が熱膨張するときにPVにより外部に対し、仕事をします。つまり二本
立てでエネルギーを生じているわけです。そのWに作用する仕事エネルギーは元々、Uから生じている
(熱膨張のエネルギーです)ので、これも出所が同じゆえ、エンタルピー算出としては一体として扱う
・・・まあ、こういう表現が適切かは分かりませんが、それで合計すると考えるのが簡単でしょう・・・
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