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断熱変化時の質量と圧力について

今、エネルギー管理士の参考書で勉強をしているのですが、熱力学の問題の解答で分からない箇所がありました。 ボンベから内部気体が漏洩し(M2→M1)圧力がP2→P1に変化した。 内部気体が断熱状態であったとすると内部気体の質量M1は M1=(P1/P2)^1/γ×M2 となると解答に書いてありましたが、この解答の導き方について わかる方教えてください。よろしくお願いします。

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  • jamf0421
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回答No.2

V2=(M1/M2)V1...(1) についてですが、簡単なことを言っているのです。 初期状態を考えて下さい。全体の質量がM2です。これがV1の容積に広がっています。そのうち(漏洩後に)ボンベに残る質量分をM1を想定すると、それが占めている体積分はV1に(M1/M2)をかけたものですね。 つまり100 gのガスが10 Lのボンベにいたとします。そのうち60 g分が占める体積は6 Lと考えればよろしいですね。 (初めの問題を考えるとき、仮想的仕切りを考え10 Lのうち4 L分40 gがいたところを空にし、残った60 gを仕切りをとってもとの10 Lに断熱膨張で広げたという状況を考えた訳です。)

safarii
質問者

お礼

ありがとうございました。そういうことですか!!! 非常にわかりやすく助かりました。

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その他の回答 (1)

  • jamf0421
  • ベストアンサー率63% (448/702)
回答No.1

断熱膨張そのものはご存知ですね。 PV^γ=const の形になります。γはCp/Cvですね。 この問題は、もともと質量M1のガスが(仮想的に)V2の大きさのボンベ圧力P2で閉じ込められていたものが、V1(真のボンベの大きさ)にひろがって圧力がP1になったと考えればよろしいのではないでしょうか?即ち、 [M1のガス;V2中に圧力P2] + [(M2-M1)のガス;(V1-V2)中に圧力P2] ↓ [M1のガス;V1中に圧力P1] + [漏洩] と考えます。 V2=(M1/M2)V1...(1) および P2V2^γ=P1V1^γ...(2) となりますが、(2)のV2に(1)を入れればなんとかなりませんか。

safarii
質問者

お礼

ありがとうございます。 具体的な考え方を教えてくださいましたので、非常にわかりやすく助かりました。 (1)の式についてもう少し教えてください。  このような場合、質量×体積=CONSTなんですか?

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このQ&Aのポイント
  • GX-100とKATANA HEAD Mk2を4ケーブルメソッドで接続しようとしたが音が出ない。
  • 公式動画の順序で接続し、各機器の設定も確認済み。
  • 初心者のため申し訳ないが、お教えいただけると助かります。
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