正答1
解説
正解は1です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
飽和蒸気の比エンタルピの変化、熱伝導、過熱度、比エンタルピの定義、熱と仕事の換算を問う問題です。
【選択肢別解説】
1:○ 飽和蒸気の比エンタルピが臨界圧力で最大になるという点が誤りです。
飽和蒸気の比エンタルピは、圧力の上昇とともに増えますが、約3MPa付近で最大になります。
それより高い圧力では減少に転じ、臨界圧力で飽和水の比エンタルピと等しくなります。
臨界点では蒸発潜熱がゼロになるためです。
2:× 記述は正しい内容です。
平板壁を伝わる熱量は、フーリエの法則により、両側面の温度差と面積に比例し、厚さに反比例します。
熱量は、壁の材料の熱伝導率にも比例します。
3:× 記述は正しい内容です。
過熱蒸気は、飽和蒸気をさらに加熱して、飽和温度より高い温度にした蒸気です。
過熱蒸気の温度と、同じ圧力の飽和温度との差を過熱度といいます。
4:× 記述は正しい内容です。
比エンタルピは、内部エネルギーuに、圧力Pと比体積vの積を加えたh=u+Pvで定義されます。
Pvは、流体を押し込むのに必要な仕事に相当する量です。
5:× 記述は正しい内容です。
1kWhは、1kWの仕事を1時間(3600秒)続けたときのエネルギー量です。
1000J/s×3600s=3.6×10⁶J=3.6MJとなるので、記述のとおりです。
【ポイント】
飽和蒸気の比エンタルピは「約3MPaで最大、臨界点で飽和水と一致」と覚えましょう。
蒸発潜熱は圧力が高いほど小さくなり、臨界圧力でゼロになります。