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1m^3の容器内の空気が0.1kPaの真空に保たれていて、その温度は周囲温度25℃に等しいとする。この系のエクセルギーを求めよ。ただし空気中のガス定数は287J/kg・Kとする

という問題が分かりません。
答えは100kJだそうです。


エクセルギーとは反応前の数値、反応後の結果がないと出せないのではないでしょうか?

あと「1m^3の容器内の空気が0.1kPaの真空に保たれていて」という表現が理解できません・・・。

gooドクター

A 回答 (2件)

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。
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この回答へのお礼

「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

お礼日時:2011/07/27 04:36

100kJと109.1861kJの違いは温度273.15と298.15の違いですね。


あとは問題の読み方と出題が正しかったかどうかに掛かっています。
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