古賀恭一郎の日記

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令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一(24)ディーゼルサイクルの理論熱効率

令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。

技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。

お役に立てれば幸いです。

JABEE |一般社団法人 日本技術者教育認定機構|世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。 から引用

技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。

中略

  • 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
 
問題24 下図は, ディーゼルサイクルの p-V(圧力-体積)線図である。図中の1,2,3,4は各行程の始点と終点を意味する。ディーゼルサイクルの理論熱効率として最も適切なものはどれか。ただし,1,2,3,4に対応する温度をT1, T2, T3, T4とし,定圧比熱,定積比熱をそれぞれcp, cvとする。
 

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技術士会問題抜粋
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技術士会の正答は、③でした。
 
理論熱効率ηは、高温熱源から受け取った熱qhと低温熱源に廃棄する熱qlの関係から、
 η=1-ql/qh
で表せます。
 qhは2から3の行程であり、等圧加熱です。
 また、qlは4から1の行程であり、等積冷却です。
ここから、
 qh=cp(T3-T2)
 ql=cv(T4-T1)
 
代入すると、
 η=1-cv(T4-T1)/{cp(T3-T2)}
  =cp(T3-T2)/{cp(T3-T2)}-cv(T4-T1)/{cp(T3-T2)}
  ={cp(T3-T2)-cv(T4-T1)}/{cp(T3-T2)}
 
と解答③に一致しましたね。
 
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。
頑張ってください。