試験まであと3ヶ月…という段階からお勉強を始めたものの、ちょっとサボっているうちに、あっという間に試験まであと2週間となってしまいました。途中、3日間の講習会に参加したりもしたんですが、いなば君ピンチ、ひき肉はミンチ、私的制裁はリンチ! どこまで挽回できるか分かりませんが、というか、おそらくもう手遅れだと思いますが、講習会で配られた資料を元に、過去に出題されたことの多いポイントに的を絞って、最後の悪あがきをしてみようかと思います。
・ 気体の状態式 : (P1・V1)/ T1=(P2・V2)/ T2 |
・ 等方性を有する物質では、体膨張係数は線膨張係数の約[ 3 ]倍である。 ・ 物体は一般的に固体、液体、および気体の3つの相があり、相が変化することを相変化という。 ・ 単一物質では相変化における温度、すなわち融解点と凝固点、沸点と凝縮点とは同じである。このような相変化に用いられる熱を[潜熱]といい、温度変化を伴わない熱の授受である。 ・ 物体に熱を加えると、内部エネルギーとして蓄えられるとともに物質は膨張して外部に仕事をし、加えられた熱量の一部でその物体の温度が上昇する。このように物体の温度を上昇させるために使われる熱を[顕熱]といい、熱力学では温度の上昇は物体を構成する分子の運動エネルギーの増加と考えている。 ・ 純金属の温度を上げると電気抵抗は[大きく]なる。 ・ 外部から熱の供給がない状態で気体が膨張するとき、これを断熱膨張という。反対に外部から熱の供給がない状態で気体が圧縮されるとき、これを断熱圧縮という。気体を断熱膨張させると気体の温度は[下がり]、反対に気体を断熱圧縮させると気体の温度は[上がる]。 |
で、相のところは、あ、そうなのかぁ。…くらいに見ておいて、ここでのポイントは顕熱と潜熱でありますな。熱を加えられた物体の温度が上がるのが顕熱、温度が上がらないのが潜熱ということでいいと思いますが、顕微鏡プレイは熱くなれるんだけど、潜望鏡プレイはどうも燃えない。…みたいな。いや、潜望鏡はともかく、顕微鏡などというプレイは聞いたことがないんですけどね。それに潜望鏡って、けっこう燃えるよね?…という気もするんですが、そこはただの語呂合わせですんで、あまり深く追求しないことにして。
で、金属の温度と電気抵抗の関係はですね、これはもう、愛知万博にあった “超電動リニア館” の発想ですよね。温度が絶対0度になれば電気抵抗が0になっちゃうという。だから反対に温度が高くなれば抵抗も高くなるような気がして、いや、それとこれとはまた話が違うのかも知れませんが、とにかくまあ自分で納得出来ればそれでいいのではなかろうかと。で、気体の断熱圧縮・断熱膨張でありますが、これもまあ常識的に納得のいく話ですよね。圧縮すると熱くなります。高まる期待、合宿の夜に熱くなる。…って、いやまったく、いったい何を期待しているのでありましょうか?
・ 熱とは温度の相違だけの作用で、物体から他の物体へ移るエネルギーの総称である。このエネルギーの移動が行われる現象が伝熱現象である。 ・ 伝熱には[熱放射]、[熱伝達]、[熱伝導]の3種類がある。 ・ 放射は物体が電磁波の形で熱エネルギーを放出したり吸収したりする現象で、その伝達には媒体の存在を必要としない。その波長は 0.8〜400μmで、一般に赤外線と呼ばれている。 ・ ある物体から放出される放射の強さはその物体の温度と表面の性質によって決まり、放射のエネルギーは物体の温度の[4乗に比例]する。 |
・ 熱対流 : 流体内のある部分が温められると膨張により密度を減じて上昇し、周囲の低温の流体がこれに変わって流入する現象で、流体温度の異なる部分の上昇流と下降流とが相対して流れあい、エネルギーの貯えられている物質が1つの場所から他の場所へ移動および混合運動をすることによって行われる熱移動現象である。 ・ このように浮力による場合を[自然対流]といい、流体が外力により強制的に動かされる流動で流速が大きく[自然対流]を無視できる場合は[強制対流]と呼んでいる。 |
・ 熱伝達 : 固体壁とこれに接する流体間の伝熱は対流ばかりでなく、放射および伝導を伴う複雑な熱移動現象であり、これらの伝熱過程を一括して熱伝達という。 ・ 熱伝達率は固体表面の形状・寸法・水平との傾き・流体の特性や状態によって変わるものであり、伝導・対流および放射のすべての影響を包括したものである。 ・ 熱伝達率は流体の速度が速いほど[大きく]なるので、熱の移動量も[大きく]なる。 |
・ 熱伝導 : 物質の移動なしに、異なる温度の物体が隣接する場合において、高温の分子から低温の分子に熱エネルギーが伝わるときの熱移動現象である。流体内でも対流に伴って伝導も行われるが、工学的には熱伝導は固体および粉体内のみに起こると考えてよい。 ・ 熱通過(熱貫流) : 固体壁の両側の流体温度が異なるとき、熱は高温側から低温側に向かって流れ、伝達→伝導→伝達の過程を経て2流体間の伝熱が行われる。この全過程における伝熱を総称して熱通過または熱貫流という。熱通過による熱の移動量は両側の流体温度差、面積、時間に[ 比例 ]する。熱通過率は壁の両面における熱伝達率とと壁構成部材の各々の厚さと熱伝導率によって決まり、単純に壁の厚さだけでは決まらない。 |
・ 比エンタルピー : 単位質量の冷媒の持つ内部エネルギーと仕事を熱に換算した量の和として定義されているが、これは冷媒がその状態において有する全熱量と考えてよい。 ・ 縦軸に絶対圧力、横軸に比エンタルピーをとった図をモリエ線図といい、冷媒の特性を分析する場合等に用いられる。 ・ 左図の圧縮式冷凍機の冷凍サイクルにおいて、 D→Aは[蒸発](等圧変化) A→Bは[圧縮](等エントロピー変化) B→Cは[凝縮](等圧変化) C→Dは[膨張](等エントロピー変化) となる。 |
・ 蒸発器の蒸発温度が高ければ冷却効果は[大]となり、圧縮仕事は[小]となる。蒸発温度が低くなれば冷凍効果は[減少]し、圧縮仕事は[大]となる。また凝縮器の凝縮温度が低ければ冷凍効果は[大]であり、圧縮仕事は[小]である。凝縮温度が高くなれば冷凍効果は[減少]し、圧縮仕事は[大]となる。蒸発温度を高く、凝縮温度を低くすれば、冷凍効果は[増大]し、圧縮仕事は[減少]する。 ・ 冷凍サイクルの成績係数は[冷凍効果]を[圧縮仕事]で除したものである。 |
・ 吸収冷凍機では一般に冷媒である[ 水 ]を蒸発させて冷凍作用が行われる。蒸発した水蒸気を吸収するための吸収液としては[臭化リチウム]が用いられる。 ・ アンモニアは毒性や可燃性はあるが、蒸発潜熱が大きく熱伝導率も高いなど熱力学的に優れた特性を有している冷媒である。 |
・ ブラインとは0℃以下でも凍らないように水に塩化カルシウムやエチレングリコールを混入したもので、氷蓄熱方式などに用いられる。 ・ 1日本冷凍トンとは、0℃の水1トンを1日で0℃の氷にするために必要な冷凍能力をいう。 |
・ 燃料が燃焼した際に生じるガスを燃焼ガスといい、燃焼ガスが目的に従って熱を利用された後に排出されるとき、排気または排ガスという。 ・ 燃焼ガスは炭酸ガス、水蒸気、窒素、酸素および亜硫酸ガスからなり、それぞれの含有割合は燃料の種類および過剰空気量によって異なる。燃焼が不完全であると、前記の他に[一酸化炭素]などを含む可能性が高い。 ・ 燃焼は酸化反応であり、燃料と酸素が共存しても、両者の接触がなければ反応はおこらない。したがって、限られた燃焼室内で燃料と酸素の接触をよくするためには、酸素の濃度を[増す]こと、すなわち空気量を[増やす]ことが必要である。実際の燃焼過程では理論空気量による完全燃焼はほとんど不可能で。一般には理論空気量より[多く]の空気を必要とする。この理論空気量より多い空気は[過剰空気]と呼ばれ、その必要量は燃料の種類、燃焼方式などにより異なる。一般に液体燃料では空気と接触するのは燃料の表面のみであるから過剰空気を[ 多く ]必要とし、気体燃料では空気との混合が行われやすいから、液体燃料よりは[少ない]余剰空気量で完全燃焼する。 ・ 一定量の可燃物を完全燃焼して生じる燃焼ガスが、燃焼の初温度まで冷却する間に外部へ出す熱量を、その可燃物の発熱量という。この際、燃焼ガス中に蒸気を含むならば、その蒸気の復水にともない蒸気分圧のもとにおける潜熱をはき出すことになる。この熱量は当然、発熱量のうちに加算すべきであるが、熱機関ではこれを利用することは出来ないので、はじめから除外することが多い。前者の発熱量を[高発熱量]といい、後者のそれを[低発熱量]という。 |
とまあそういうことで、今日のところはおしまい。