解説 - 問題 4

次の各文章の【1】～【10】の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。なお、一つの解答群から同じ記号を2回以上使用してもよい。
また、【A a.bc】～【F a.bc×$10^{-1}$】に当てはまる数値を計算し、その結果を答えよ。ただし、解答は解答すべき数値の最小位の一つ下の位で四捨五入すること。(配点計50点)

いずれも空気を作動流体とし、最大圧力と最大温度が等しいオットーサイクルとディーゼルサイクルについて考える。この両サイクルのP-v線図とT-s線図を、オットーサイクルは図1に、ディーゼルサイクルは図2に示す。ここで、作動流体の状態量として、Pは圧力、vは比体積、Tは絶対温度、sは比エントロピーを示し、κは比熱比を表す。各図の1～4は作動流体の熱力学的状態点の番号であり、各状態点の状態量を表す記号にはその状態点の番号を添字として用いる。また、両サイクルとも状態点1を初期状態とし、その状態量は同じであるとする。
なお、指数の計算においては表の数値を用いることとするが、表中のXに計算で求められた値を適用するときは、表中で最も近い値に対する指数の値を用いることとする。

**図1 オットーサイクルの線図**
**図2 ディーゼルサイクルの線図**

1) この両サイクルについて、図3(A)はP-v線図上に重ねて示したものであり、図3(B)はT-s線図上に重ねて示したものである。ここで、オットーサイクルはa-b'-c-d-a、ディーゼルサイクルはa-b-c-d-aで表される。

**図3 オットーサイクルとディーゼルサイクルを重ねた線図**

i) それぞれのサイクルにおいて、$Q_H$の熱が供給され、$Q_L$の熱が放出されるとき、サイクルの熱効率ηは、式η =【1】と表される。