熱工学の問題なんですがわかりません；；

質問

誰か教えて下さい＞＜

1、圧力0.1013MPa, 温度20℃の窒素の密度は1.165kg/m3である．窒素の気体定数を求めよ．

2、5m3の密閉容器（体積が一定）が内圧10 bar に耐えるように設計されている．最初，温度20℃，圧力5 barの空気で満たしていた．(a) 容器内の空気の質量はいか程か．(b)容器内の圧力が設計された圧力まで上がるためには，容器内の温度は何度まで上げられるか．

3、体積0.1m3の剛体容器中に2MPa，25℃の空気が入っている．容器のバルブ（弁）を開き，圧力が1MPaになるまで下がったときの温度とそれまでの流出質量を求めよ．ただし，容器内の状態変化は可逆断熱変化とする.

回答No.1

superkamecha

この問題の意味からしてよく解からない、という質問だと受け取りました。

普通、ガス定数；Ｒというものは［Ｊ／ｍｏｌ　ｄｅｇ］という単位を持つ普遍の値で、状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴのｎはモル数だ、と教えられますもんね。
でも、もしガスの種類が限定されれば、［ｍｏｌ］という”数”の単位は分子量をかけることによって、［ｇ］という”質量”の単位に換算できるのです。
つまり、ガスの種類ごとに［ｋＪ／ｋｇ　ｄｅｇ］といった単位を持つガス定数；Ｒがあるんです。
これを使う場合、状態方程式のｎは質量です。
その点さえ理解すれば、全て解けるでしょう。

１．は状態方程式をＰ＝ρＲＴ　（ρは密度）として、Ｒを算出し、’窒素の’Ｒは○○［ｋＪ／ｋｇ　ｄｅｇ］と答えればＯＫです。

２．も状態方程式だけで解けます。（ただし、’空気の’Ｒを入手もしくは平均分子量から推定する必要があります）

３．は初期状態の質量をまず算出し、（これをＭとします）流出量を未知数ｍとして、流出しない量（Ｍ－ｍ）を考えます。これは、初期状態では０．１［ｍ＾３］の体積の（Ｍ－ｍ）／Ｍを占めています。これが流出後に断熱膨張によって、（ＰＶ＾κ＝一定　；κは比熱比　ですね）最終状態になる、という式を立てれば解けますね。さらに、得られた残留質量と圧力値、体積値を状態方程式にあてはめれば、温度が計算できます。