2011年午前14問のケースを再検討
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14、ポンプを用いて30℃のボイラ給水（密度1000kg/m3）を0.1MPaから1.5MPaまで加圧しボイラに送り込む。ポンプの実効率は断熱可逆過程の効率の60％に相当する。熱力学の基本関係式としてdH=TdS+VdPが知られており、この定常流・断熱・可逆過程において運動エネルギーと位置エネルギーは無視できると仮定すると、ポンプの軸出力は以下のうちどの値になるか？ （A）1400 （B）233 （C）1485 （D）2333 この問題について、フォーラム内の複数のスレッドで行われた議論の過程を調べてみました。第一段階として断熱可逆仕事を求めることに問題はないことがわかった。効率は掛けるべきか割るべきかで議論がある。 実は、この問題の文章をよく見ると、問題はここにあるのです。断熱可逆過程の効率、問題文に全然書かれていないじゃないか、どうやって計算しろというんだ？これは単に60％を掛けたり割ったりするだけの単純なことではなく、先ほど述べた効率も知っておく必要があります。ポンプの効率を断熱可逆過程の動力消費量の60％に変更すればよい。 まず、1400とは、必要な仕事量が最も少ない値、つまり私たちがよく知っている有効仕事のことです。widをwsで割ると効率は60％になり、だから軸仕事ws＝1400/0.6となり、これで理解できます。 もちろん、この問題には非常に簡単な解き方があります。ws＝(H2-H1)÷0.6 または (P2-P1)×V。もちろん、この問題の単位にも問題があります。
質問してみんなに解き方を聞くスレッドの方が、このようなまとめや議論よりも人気が出ると思います。なぜ私の投稿は毎回こんなに閑散としているのでしょうか。。。。。。。
ポンプの効率が断熱可逆過程の動力消費量の60％というのも少し問題がある。効率＝動力消費量？
出題者の意図は、まず断熱可逆の理想的な状況で計算させ、その後0.6を掛けて実際の値を求めさせることです。