高圧ガス製造保安責任者試験 甲種機械の国試の過去問です。

学識という科目のうちの、理想気体の断熱圧縮に関する問題です。
気体は、空気（M=29X10^-3kg/mol)　比熱比γ=1.4 R=8.31j/mol・k 圧力は絶対圧力という
共通条件で、理論動力を求める問題がH２３とH２４に出ていて、一方はW=GCpΔT 一方は、
W=nCm.pΔT で解く、と解答例にありました。
設問で前者は、G=1kg/s(質量流量)で吸込む、後者は毎秒29kgで吸入し…とあるので
前者は、単位質量で計算、後者はモル比熱で計算してるのかと想像したのですが、あってますか？

学識は熱力学が一番苦手で困っています。
公式も沢山あり、この問題ではこの公式、というのがぱっと分からないのが悩みです。

よろしくお願いします

質問者からの補足コメント

• 一般的な聞き方になっておらず、すみませんでした。
  ○Ｈ２３の方は設問として「温度T1=298k 圧力P1=0.1MPaの空気を質量流量G=1.0kg/sで吸込み、
  2段断熱圧縮により圧力P2=1.6MPaへと昇圧し、吐き出す。1段吐出し圧力Pm=0.4MPa 中間冷却器
  出口温度Tc=298Kとした場合の理論圧縮動力W2[W]と吐出し温度T3[K]を求めよ。
  ○Ｈ２４の方は「温度T1=293k 圧力P1=0.1MPaの空気を毎秒29kg吸引し、1段断熱圧縮で圧力P3=P2=0.8MPaへと昇圧し吐出す。このときの理論所要動力（工業仕事）W13と吐出し空気を圧力一定で温度T4=293Kへと冷却するための毎秒当たりの除熱量Q34を求めよ。
  です。Ｗを求める式がＨ２３ではW=GCpΔT 、Ｈ２４ではW=nCm.pΔT　となっています。
  ΔＴの前の変数の違いの考え方について の質問でした。

    補足日時：2015/10/21 12:49

No.2 ベストアンサー 回答者： manyuaru 回答日時： 2015/10/26 00:18

実際にその問題を見たわけではないのですが、その考えであっているでしょうね。

単位を見れば分かると思いますよ。
動力W[W](=J/s)とすると、
質量流量G[kg/s]とすると定圧比熱Cp[J/kg・K]です。
nが[mol/s]とすると定圧モル比熱Cpmは[J/mol・K]です。

どちらで算出するかは設問で与えられた条件による違いじゃないですかね？
空気の平均分子量は28.8(≒29)です。
分子量には単位がありませんが仮に単位を付けてみます。
分子量の意味は1molあたり何グラムか？だから[g/mol]です。
分子量には単位が無いので新しく定義してこれをモル質量と呼びます。
単位を見れば分かりますが、モル質量が分かればkgとmolを相互に変換できます。
molとkgが混在しているので単位を統一するためにmolで計算したりkgで計算したりしていると思われます。

Cp[J/kg・K]×M[kg/mol]=Cpm[J/mol・K]
n[mol/s]×M[kg/mol]=G[kg/s]
になることは単位を見ればわかると思います。

この回答へのお礼

ていねいな回答をありがとうございました。
質問の書き方がつたなくてすみません。

じっくり単位を眺めて何を求めているのか把握しながら
解きたいと思います。

お礼日時：2015/10/26 16:03

No.1 回答者： uen_sap 回答日時： 2015/10/20 16:03

無茶苦茶問題です。

あなたが何か省略しているのでしょう。
追加補足しましょう。