古賀恭一郎の日記

コツコツと自分のこと、感じたことを書いていきたいと思います。

平成29年度 技術士一次試験 機械部門択一(28)

平成29年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説っぽいことをはじめてみます。
10月の試験に向けともに頑張りましょう!
 
問題28 均一な物質で構成される閉じた系に,エントロピーの定義と熱力学の第一法則より, Tds = du + pdv が得られる。ここで, Tは温度, sは比エントロピー, u は比内部エネルギー, pは圧力, vは比体積である。この式を使って,状態1から状態2に至る理想気体エントロピー変化Δsを求めた結果として,最も適切なものはどれか。ただし, Cv, Rはそれぞれ,定積比熱, 気体定数とし,添え字の1,2は状態1,状態2を意味する。

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技術士会の正答は、④でした。
 
Tds = du + pdv
ds = du/T + pdv/T
 
理想気体の場合、
 pv=RT(理想気体の条件から)、du=cvdT(定積比熱の条件から)
の関係が成立するので、
 ds=cv×dT/T+R×dv/v
の式が成立する。(pv=RT→p/T=R/v)
 
状態1から状態2へ積分すれば、
 Δs=cv∫dT/T+R∫dv/v
   =cvln(T2/T1)+Rln(v2/v1)
 
となり、④と同じ式になりますね。
 
おススメ本も紹介しておきますね。
熱力学は、数式さえ理解できれば、意外ととっつきやすいです。

 

熱力学 (JSMEテキストシリーズ)

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一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。