痔になりやすい生活習慣とは?

ガソリンエンジンの燃焼室内の燃焼後の温度、熱量を求める時に、断熱火炎温度を使用するのは正しいのでしょうか?私が今悩んでいるのは次のような内容です。

ガソリンエンジンはオットーサイクルより
Q=Cv(T'-T0)=CvΔT・・・・(1)
で熱量が求まる。
☆この時の燃焼後の温度T'は断熱火炎温度としていいのか?
 断熱火炎温度とした場合、燃焼熱Q(既知)=∫CpdTの式からT'を求めるので、等圧変化という条件下で反応を考えているので(1)と矛盾する。
☆そもそも(1)で考えるQと燃焼熱のQは一緒のものなのか?
 一緒なら燃焼熱からQは既知なので
Q=CvΔTを逆算して、燃焼後の温度T'が求まるが、これでいいのか?

要は燃焼室内において、温度(既知)から熱量を求めるのか、それとも熱量(既知)から温度を求めるのかが分からないのです。私的には定容変化と定圧変化が混在する前者が間違っていると思うのですが・・・
どなたか分かる方いたら教えていただけないでしょうか?

A 回答 (2件)

断熱火炎温度は、定義上、等圧下で、断熱状態で燃焼させるときに得られるガス温度をいうようです。


ですから、等容燃焼のオットーには使えないんじゃないでしょうか。
等容の場合、モル数から火炎温度を計算する方法があります。
そちらを使われてはいかがでしょう。

私なら、Q=CvΔTから逆算します。
仰っている燃焼熱Qが、Q=(Q1-Q2)(入熱ー排熱)ならばですが。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。本でエンジン内温度を断熱火炎温度で求めている問題があったのですが、そういう非現実的な仮定をしていたのですね。

>等容の場合、モル数から火炎温度を計算する方法があります。

これはどういう計算ですか?燃焼後圧力Pが既知で、PV=nRTから求めるということですか?


>私なら、Q=CvΔTから逆算します。
 仰っている燃焼熱Qが、Q=(Q1-Q2)(入熱ー排熱)ならばで すが。

何故Q=(Q1-Q2)とするのでしょうか?理論上では定容加熱では吸熱しか考えず「点火で得られた熱量」=CvΔTとするので文献からの燃焼熱をひっぱてきてもいいと思うのですが。それとも燃焼器の熱流束を実験で求めて燃焼室壁からの冷却も加味するということですか?

長くなってしまい申し訳ありません。

補足日時:2008/02/26 11:40
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モルから求めると言いましたが、PV=nRTからではありません。


ガスのモル分率等々の諸数値が必要となりますので、この問題には適していないかもしれません。

ご覧になられている本の燃焼熱Qというのが、既に(Q1-Q2)で表示されているのかもしれません。
(1)式で求められるQというのは、燃焼ガスが持つ熱量のことを指していると思われますので。
私が言いたいQ1は、燃料の真発熱量と燃料消費量から求めるような、燃料自体の発熱量のことです。ですから、そこから排熱を引いた分の残りが、燃焼ガスに与えられた熱量となる。ということです。

私の知識不足が多分にありますので、参考程度にお考えください。

この回答への補足

返事の方遅れて大変申し訳ありません。
間違っていてもよろしいので、
>等容の場合、モル数から火炎温度を計算する方法があります。
方法を教えていただけないでしょうか?

また、燃焼熱についてですが例えばメタンを反応させるときに
CH4+2O2⇒CO2+2H2O+○○KJ
式があり
この式中の○○ではいけないのですか?

補足日時:2008/03/09 21:26
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Q断熱燃焼温度について

断熱燃焼温度の求め方が分かりません。分かる方教えてください。

Aベストアンサー

具体例でお示しできれば分かりやすいのですが、大筋のみ書きます。

1) 燃焼前の物質のエンタルピーを求める。生成エンタルピーを事前に知っておく必要があります。
2) 燃焼時の圧力、温度を仮定して、その状態における平衡状態を求め、そのエンタルピーが1)で求めたエンタルピーと等しくなるように温度を変える。(断熱下の燃焼ですので燃焼前後のエンタルピーに変化はありません。)
3) 満足できる精度まで 2)を繰り返す。

ある温度と圧力における平衡状態を求めるには、燃焼時の素反応式を立て、反応前後で各物質数は変化しないことによる保存式と素反応の平衡定数から立てた式を連立して解くことになります。多くの場合非線形な連立方程式となるので数値的に求めることとなります。

Qメタンの完全燃焼(火炎温度?)

メタンCH4の完全燃焼は次の反応式で表される。
CH4(メタン(気体))+2O2(酸素(気体))→CO2(二酸化炭素(気体))+2H2O(水(気体))
以下の問いに答えよ。

1)25℃、1気圧における上の反応の反応熱を求めよ。なお、このときのメタン(気体)、酸素(気体)、二酸化炭素(気体)、および水(気体)の生成熱を、それぞれ、-70kJ/mol、0kJ/mol、-390kJ/mol、-240kJ/molとする。

2)メタン1molを完全燃焼させるのに必要な空気のモル数を求めよ。ただし空気中の酸素のモル分率を0.2とする。

3)2)の条件の空気中において、メタン1molを完全燃焼させた後に存在する気体全体のモル数を求めよ。

4)2)の条件の空気中において、初期の温度を25℃とし、定圧(1気圧)および断熱でメタン1molを完全燃焼させた場合の到達温度(最高温度)を求めよ。なお、燃焼後に存在する気体の平均の定圧モル比熱を36J/K・molとする。


1)の問題は計算結果、800kJ/molとなりました。

2)の問題は、10molとなりました。

3)の問題は、以前質問させていただき、11molということが分かりました。

そして、4)についてです。

1)で求めた反応熱を用い、反応熱÷(定圧モル比熱×11mol)=上昇温度
かなと思ったのですが…。

800000J/mol÷(36J/K・mol×11mol)=2020.2K/mol

よって、答えは2020.2-273.15+25=1772.1℃かなと考えたのですが…。

だいたいメタンの火炎温度を調べたところ、この辺りかなと考え、
答えも合っているような気もするのですが、自信がありません。
どなたか4)について教えていただけないでしょうか??

メタンCH4の完全燃焼は次の反応式で表される。
CH4(メタン(気体))+2O2(酸素(気体))→CO2(二酸化炭素(気体))+2H2O(水(気体))
以下の問いに答えよ。

1)25℃、1気圧における上の反応の反応熱を求めよ。なお、このときのメタン(気体)、酸素(気体)、二酸化炭素(気体)、および水(気体)の生成熱を、それぞれ、-70kJ/mol、0kJ/mol、-390kJ/mol、-240kJ/molとする。

2)メタン1molを完全燃焼させるのに必要な空気のモル数を求めよ。ただし空気中の酸素のモル分率を0.2とする。

3)2)の条件の空気...続きを読む

Aベストアンサー

>反応熱÷(定圧モル比熱×11mol)=上昇温度
>800000J/mol÷(36J/K・mol×11mol)=2020.2K/mol

0.80*10^6J÷(36J/K・mol×11mol)=2.0*10^3K となるはずですが
しかし 上記から どうして

>2020.2-273.15+25=1772.1℃

となるのですか この2020.2は 上昇温度です

質問者の計算に間違いないとして 室温+上昇温度が到達温度です

Q当量比って何?

当量比は、どんな意味があるのかわからないので、おしえてください。

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素直に考えると「当量比」は「物質量の比」に対応するものでしょう。
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Q体積流量から質量流量へ単位換算

例えば、1時間に60リットル流れるメタンの体積流量は1.0[l/min]
ですが、この値の単位を質量流量に変換するとどうなるのでしょうか。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

1.0[l/min]を質量流量に変換するなら、温度にも依りますが
単にその温度での密度[g/m^3]をかければいいだけではないですか?

質量流量を基準にするなら、1時間当たりの流れ出た質量を測定すればいい。

Q熱伝導、熱伝達に影響を及ぼす因子について。

熱伝導、熱伝達に影響を及ぼす因子って何がありますか。

熱伝導、熱伝達によって移動する熱量に影響を及ぼす因子で、それぞれについて例えばどんなものがありますか。またそれは、例えば何かに比例したり反比例したりするものなのでしょうか。

Aベストアンサー

こんにちは。

熱伝導は、
・温度勾配(単位距離当たりの温度差)に比例
・熱伝導する経路の断面積に比例
・熱伝導する経路の部分の物質の熱伝導率に比例
の3つだけです。
http://100.yahoo.co.jp/detail/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E/
ちなみに、熱を電気に置き換えてみると、
・電流は電圧に比例
・電流は電線の太さ(断面積)に比例
・電流は電気伝導度(電気抵抗の逆数)に比例
ということで、ほとんど同じ考え方ができます。

ところが熱伝達となると、上記の熱伝導の因子のほかに、固体と気体・液体との熱のやり取りや流体力学の因子が加わり、いきなり難しくなります。
「流体力学」という名称は、一見、理論的な力学のようですが、実は経験式だらけの世界です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E9%81%94%E7%8E%87

Q火炎の温度

燃焼ガスとして、メタンを燃焼させたときよりも水素を燃焼させたときの方が火炎の温度が高いと言われているのですが、なぜでしょうか?ガラス工作でも、石英などの硬質ガラスを切断する際には水素を用いるらしいです。
メタン、水素の燃焼熱を調べるとメタンの方が水素に比べて燃焼熱が高く火炎の温度が高くなるのではないかと思うのですが。
ご存知の方宜しくお願いします。

Aベストアンサー

No.1です。

> 反応速度が質量に反比例するという仮定

反応速度そのものではありませんが、同一温度の気体で分子の移動速度を比較した場合、軽いものほど早い、ということからの類推です。
(「燃焼=酸素との反応」なので、酸素とぶつかる確率が高いほど、反応も早くなるのでは、と。「酸素との反応のしやすさ」は無視した仮定になっていますが、燃焼はラジカル反応なので、それほど逸脱した結果にはならないと思います)

Q高位発熱量と低位発熱量の関係式

高位発熱量(高発熱量)と低位発熱量(低発熱量)の関係は実用上、
次式で換算できるようですが、どうしてそうなるのでしょうか?

低発熱量=高発熱量-2500(9h+w)[kJ/kg]

ここで
h:燃料1kg中の水素分[kg]
w:燃料1kg中の水分[kg]

水の蒸発潜熱は、およそ2500kJ/kgなのでwは理解できるのですが、
9hはどこから導出されたのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんは。

正確なことは、よく分かりませんが・・・。
多分、水素結合している物質から、水素が分離する時の熱量だと思います。
燃料などに熱を加えると、水素が分離されます、その時の熱量でしょう。その分を差し引くと・・・低発熱量になるのだと思います。

Q原核生物

青カビ、ゾウリムシ、大腸菌、酵母菌、ネンジュモ、アオコ、シイタケ

この中から原核生物を3つ選べという問題なのですが

教科書には具体的な生物の例がなく困っています。

予想では大腸菌、酵母菌となにかだと思うのですが...

この中のどれが原核生物だと思いますか?

回答お願いします。

Aベストアンサー

思うとか、思わないとか....クイズじゃないなぁ。
確(しっか)り覚えちゃいましょう、
説明
■原核細胞:細胞膜以外の二重構造を持たない細胞のことで、核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞内小器官が存在しない。尚、核の代わりに核様体、葉緑体ではなくチラコイドのみの器官を持っています。
■真核細胞:核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞膜以外の二重構造を持つ細胞のこと。

で、生物の例ですが.....
■原核生物:原核細胞のみから出来ている生物で、細菌類とラン藻類の2種類のみ。
 細菌類~大腸菌、肺炎双球菌、乳酸菌、根粒菌、亜硝酸菌、硝酸菌等
 ラン藻類~ユレモ、ネンジュモ、アナベナ、アオコ、スイゼンジノリ、アイミドリ、クロオコックス等
■真核生物:真核細胞を持つ生物のことで、菌類、細菌類以外の全ての生物ですが、真核生物の体内に原核細胞を持つ場合が在ります、例えば赤血球等です。

※気を付けなければいけないモノに、"酵母菌"が在ります。酵母は(細胞)核を持ち, 大きな分類では菌界 (キノコやカビの仲間) で、真核生物です。嘗(かつ)ては細菌の仲間と思われていたので酵母菌と呼ぶことが偶(たま)に在ります。

さぁ、以上から3っつ選べますね........、大腸菌、ネンジュモ、アオコ。

思うとか、思わないとか....クイズじゃないなぁ。
確(しっか)り覚えちゃいましょう、
説明
■原核細胞:細胞膜以外の二重構造を持たない細胞のことで、核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞内小器官が存在しない。尚、核の代わりに核様体、葉緑体ではなくチラコイドのみの器官を持っています。
■真核細胞:核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞膜以外の二重構造を持つ細胞のこと。

で、生物の例ですが.....
■原核生物:原核細胞のみから出来ている生物で、細菌類とラン藻類の2種類のみ。
 細菌類~大腸菌、肺炎双球...続きを読む

Qプロパン完全燃焼後、生じる二酸化炭素の体積と水の質量?

プロパンが完全燃焼するときの化学反応式は、
C(3)H(8) + 5C(2) → 3CO(2) + 4H(2)O …( )内の数字は右下につく小文字
で与えられる。
いま、プロパン13.2gを完全燃焼させるときに生じる二酸化炭素の標準状態での体積と水の質量はそれぞれいくらか。
ただし、原子量はC=12,H=1,O=16とする。

【解説】
反応式より、C(3)H(8)1モルからCO(2)3モルと水4モル生成する。
C(3)H(8)=12×3+1×8=44であるから、
C(3)H(8) 13.2gは、13.2/44=0.3モル
★ゆえに、このとき生成する二酸化炭素は、1:3=0.3:xより、
x=0.9モル
∴22.4×0.9=20.2リットル
また、生じた水のモル数は、1:4=0.3:yより、
y=1.2モル
H(2)O=1×2+16=18であるから、
18×1.2=21.6g

【答え】
体積;20.2リットル
質量21.6g

について、教えてください。
★以下が分かりません。
まず、この「1:3」とは何のことでしょうか?
式全体も、「何を求めると、次にどのように発展させられるのか」、全く分かりません。
因みに、「モル」とは、どういう時に使い、そもそも何ですか?
教科書には書いてあるのですが、イメージが沸きません。

化学(バケ学)というだけあって、ホント分からないです。
大嫌いな科目になりそうです。(いや、もうなりました)
この手の問題が出たときには、何と何が分かっていれば解け、計算式はどうなのか、
超初心者相手にご解説をお願いします。
言葉に不備等あるかもしれませんが、よろしくお願いいたします。
印刷し、よく考え直してからお返事したいと思いますので、多少お礼が遅くなることがございます。

プロパンが完全燃焼するときの化学反応式は、
C(3)H(8) + 5C(2) → 3CO(2) + 4H(2)O …( )内の数字は右下につく小文字
で与えられる。
いま、プロパン13.2gを完全燃焼させるときに生じる二酸化炭素の標準状態での体積と水の質量はそれぞれいくらか。
ただし、原子量はC=12,H=1,O=16とする。

【解説】
反応式より、C(3)H(8)1モルからCO(2)3モルと水4モル生成する。
C(3)H(8)=12×3+1×8=44であるから、
C(3)H(8) 13.2gは、13.2/44=0.3モル
★ゆえに、このとき...続きを読む

Aベストアンサー

> まず、この「1:3」とは何のことでしょうか?

 燃焼させるプロパン(C3H8)と生成する二酸化炭素(CO2)の分子数の比です。プロパン1個から二酸化炭素3個が生成しますので,1:3です。ただ,最初にある反応式の意味が解っているのであれば,この比は考えなくても構いません(私自身は考えません)。これについては後で述べます。


> 式全体も、「何を求めると、次にどのように発展させられる
> のか」、全く分かりません。
> この手の問題が出たときには、何と何が分かっていれば
> 解け、計算式はどうなのか、
 
 では,順番に考えていきましょうか。基本は『反応式が何を意味しているか』です。

 反応式は C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O ですね。この反応式が意味する事は,acacia7 さんがお書きの様に,プロパン分子(C3H8)1個(1モル,1分子)を完全に燃焼させる(酸素と反応させる)には酸素分子(O2)が5個(5モル,5分子)必要で,その結果二酸化炭素分子(CO2)3個(3モル,3分子)と水分子(H2O)4個(4モル,4分子)できるという事です。

 逆に言いますと,二酸化炭素分子(CO2)1モルが生じるのはプロパン分子 1/3 モルを酸素分子 5/3 モルと反応させたときであり,水分子(H2O)1モルが生じるのはプロパン分子 1/4 モルを酸素分子 5/4 モルと反応させたときです。

 この場合,1個単位で考えると,プロパン分子 1/3 個や酸素分子 5/3 個などと分けがわからなくなりますが,6x10^23 個を一塊と考える「モル」であれば考えられますね。ですので,通常,「モル」を単位として数を考えるのが都合が良いわけです。

 質問が『生じる二酸化炭素の標準状態での体積と水の質量は』ですから,それぞれ何モル生じるかを求めます。質量とか体積で問われていても,基本はモル数(何個あるかですね)を求める事です。

 反応式が意味する事が解っていれば,何モル生じるかはプロパン分子何モルを反応させたかで求まりますね。問題文に『プロパン13.2g』とある事から『C(3)H(8) 13.2gは、13.2/44=0.3モル』です。

 「プロパン分子(C3H8)1モルを完全に燃焼させると二酸化炭素分子(CO2)3モルと水分子(H2O)4モルできる」わけですから,0.3 モルからは「二酸化炭素 0.3x3 = 0.9 モル」と「水 0.3x4 = 1.2 モル」ですね。

 いかがですか,こう考えれば比例式なんて必要ないです(ですので私は使いません)。あくまでも,『基本は反応式』です。後は,反応式中の何のモル数を求める必要があり,何のモル数が分かっているかを押さえれば,少しづつ解法が見えてくると思います。


> 因みに、「モル」とは、どういう時に使い、
> そもそも何ですか?

 acacia7 さんの丁寧な回答がありますので,私はもう少し具体的に。

 鉛筆を考えて下さい。1本,2本,3本,・・・と数えますよね。でも12本づつ纏めたら,どうします。1ダース,2ダース,3ダース,・・・となりますね。さらに,12ダースづつ纏めると,1グロス,2グロス,3グロス,・・・となります。

 「モル」もこのダースやグロスと同じ様に考えて下さい。6x10^23 個づつ纏まると1モル,2モル,3モル,・・・と数えるわけです。つまり,分子や原子の数を表している(数え方)です。


 『超初心者相手にご解説をお願いします。』との事で長くなりました。お許し下さい。

> まず、この「1:3」とは何のことでしょうか?

 燃焼させるプロパン(C3H8)と生成する二酸化炭素(CO2)の分子数の比です。プロパン1個から二酸化炭素3個が生成しますので,1:3です。ただ,最初にある反応式の意味が解っているのであれば,この比は考えなくても構いません(私自身は考えません)。これについては後で述べます。


> 式全体も、「何を求めると、次にどのように発展させられる
> のか」、全く分かりません。
> この手の問題が出たときには、何と何が分かっていれば
> 解け、計算...続きを読む

Q二段燃焼と希薄予混合燃焼について

物理学というよりも燃焼工学なのですが、どこで質問したらよいのか分からなかった為、ここで質問させて頂きます。

燃焼におけるNOx低減技術として二段(多段)燃焼や希薄予混合燃焼があります。

テキストには二段燃焼は拡散燃焼バーナの部類に含まれていて、予混合燃焼バーナではありませんでした。

これら両者は同じものなのでしょうか?
それとも違うものなのでしょうか?

Aベストアンサー

 あまり詳しくは無いのですが…
 その2つの方式は全く異なるもので、ある意味、真逆のアプローチによって、NOx低減という目的を達成しているとも言えると思います。
 NOxは、窒素と酸素を含んだ酸化性のガスが、高温となった際に、窒素と酸素が反応するために発生します。
 ですから、ガスの温度が高温とはならない場合や、酸素不足の還元性ガスの場合には、NOxの発生は少なくなります。

 二段(多段)燃焼は、理論空燃比と比べて、1段目の燃焼では燃料の比率が大過剰となる様に、空気量を少なくした状態で不完全燃焼を行う事で、燃焼ガス温度を低く抑えると共に、燃焼ガスを還元性とする事によって、1段目の燃焼時におけるNOxの発生を抑制します。
 こうして得られた不完全燃焼ガス中に、理論空燃比よりも過剰な量の二次空気を吹き込んで、一酸化炭素や炭化水素等の未燃成分を速やかに完全に燃焼させた上で、燃焼ガスを過剰の空気で速やかに希釈して温度を下げる事で、燃焼ガスが酸素過剰であると共に高温でもあるという状態となっている時間を短くし、窒素と酸素の反応時間を極小化する事で、2段目の燃焼時におけるNOxの発生を抑制します。
 最初から、大過剰の空気で拡散燃焼を行ったのでは、燃料や空気の温度が低く、混合しただけでは燃焼が進まないため、バーナーという、「拡散燃焼を行う事で炎を保持する機具」を用いて燃焼させざるを得ず、火炎中に温度のムラが生じてしまうため、火炎中に必ず高温となっている部分が生じてしまうので、NOxの発生を抑制出来ないのではないかと想像します。

 希薄予混合燃焼は、燃焼前に予混合器において、理論空燃比と比べて空気の量が過剰な混合気(希薄混合気)を作り出しておき、それを燃焼させる方式なのですが、希薄混合気は理論空燃比と比べて燃料の濃度が低過ぎるため、そのままでは火炎を保持する事が困難です。
 そこで、混合気とは別個に、小流量のバーナーを使って、通常の拡散燃焼によって、高温の炎を作り出し、その炎を主燃焼器中に導かれた希薄混合気の中に吹き込む事で、安定的に燃焼を行わせます。
 小流量のバーナーの部分ではNOxが発生するものの、小流量であるが故に、その部位における発生量は多くなく、主燃焼器中の混合気の燃焼においても、混合気中に含まれている燃料の割合が少ないため、燃焼温度は低くなり、NOxの発生は抑制されます。

【参考URL】
 環境影響評価情報支援ネットワーク > アセスメント技術 > 環境保全措置に関する情報 > 検索キーワード集で調べる > 発電所事業における大気質に対する環境保全措置 > 二段燃焼方式の採用
  http://www.env.go.jp/policy/assess/4-4preservation/02_keyword/hozen06_f01.html

 神鋼環境ソリューション > 製品紹介 > 下水処理 > 高効率二段焼却炉
  http://218.251.127.242/product/gesui/koukouritsu.html

川崎重工 ガスタービンビジネスセンター > 技術情報 > 低NOx技術/希薄予混合燃焼方式
  http://www.khi.co.jp/gasturbine/tech/gasturbine/no.html#no02

 astamuse(アスタミューゼ) > 言語:日本語 > 発明 > 公開国:日本 > 2007年 > 09月 > 13日 > 公開番号:2007232311
  http://patent.astamuse.com/ja/published/JP/No/2007232311/

 あまり詳しくは無いのですが…
 その2つの方式は全く異なるもので、ある意味、真逆のアプローチによって、NOx低減という目的を達成しているとも言えると思います。
 NOxは、窒素と酸素を含んだ酸化性のガスが、高温となった際に、窒素と酸素が反応するために発生します。
 ですから、ガスの温度が高温とはならない場合や、酸素不足の還元性ガスの場合には、NOxの発生は少なくなります。

 二段(多段)燃焼は、理論空燃比と比べて、1段目の燃焼では燃料の比率が大過剰となる様に、空気量を少なくした状態で不...続きを読む


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