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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R4 Ⅲ-23

解説:H.sin氏(機械部門)

令和4年

Ⅲ-23

温度350Kの熱源から吸熱し,温度400Kの熱源へと放熱を行う冷凍機を考える。この冷凍機の成績係数(COP)の最大値として,適切なものはどれか。

 

①0.13 ②0.88 ③1.0 ④1.1 ⑤7.0

 

解説

[解くために必要な知識]

 COP=QL/W で表すことができます。

 熱力学第一法則より W=QH-QL

 COP=QL/QH-QL=1/(QH/QL-1)

  熱力学第二法則より QH/QL=TH/TL

 COP=1/(TH/TL-1)=TL/(TH-TL)

となり、温度と成績係数の関係式が出てきます。

 

では問題を解いていきます。

高温TH 400K

低温 TL 350K

 

 350/(400-350)=7.0

よって回答は⑤となります。