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まず標準状態の定義を示します。
標準状態…25[℃]=298.15[K]かつ101325[Pa]の状態のことである。標準状態における空気の密度は1.2928[kg/m^3]
この問題では0.1[kPa]=100[Pa]なので、簡単に比をとり密度を計算すると100:101325=x:1.2928
ゆえにx=0.001276[kg/m^3]
1[m^3]の容器で考えているので密度はそのままx=0.001276[kg/m^3]
全エネルギーEを計算します。
ガス定数287[J/kg K]より、E=287×(25+273.15)×0.001276=109.1861[J]
エクセルギーとは有効エネルギーのことで、全エネルギーから無効エネルギーを差し引いたもの。つまり取り出し可能なエネルギーのことです。この系では周囲と温度が等しい(エントロピー変化量が0)ので無効エネルギーは考える必要はない。よって全エネルギーがそのままエクセルギーになります。
「1m^3の容器内の空気が0.1kPaの真空に保たれていて」という表現は「標準状態における圧力(101325[Pa])よりも十分に低い圧力に保たれている」ということですね。
指定されている答えの100[kJ]と全然違いますが…この回答に不審な点があるかたどなたかお願いします。
「1m^3の容器内の空気が0.1kPaの真空に保たれていて」が、真空に空気を入れるのに真空と呼べないのでは・・・と考えていました。ありがとうございます
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