Question

はれ

(1)についてです。

蒸気機関から外部へ捨てられる熱量は、冷却器で100℃の水蒸気を100℃の水に変換する時に発生する蒸発熱だとありますが、蒸発熱は吸熱反応ではないでしょうか？

①この問題において、蒸発熱がどうして外部に捨て振られる熱量にあたるのか
②吸熱反応の場合は外部から入ってくる熱量にならないのか

以上の二点を教えて頂きたいです。
御回答よろしくお願い致します。

285. 熱機関と熱効率
気を用いた熱機関 (蒸気機関)がある。 この蒸気機関では,
仕事をしたあとの100℃の水蒸気が放出されると, 外部へ捨てられることなく, 冷却器で
毎秒 2.0kg ずつ100℃の水へもどされる(このような冷却器を復水器という)。 この水は,
高温高圧の水蒸気へ加熱されて、 再び蒸気機関を動かすのに用いられる。 100℃の水の
蒸発熱を2.3×103J/g, この蒸気機関の熱効率を15%とする。
(1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部へ放出される熱量は毎秒何Jか。
(2) 蒸気機関は, 高温の熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。
(3) 蒸気機関が10分間にする仕事は何Jか。
(近畿大改)

285. 熱機関と熱効率
解答 (1) 4.6×10°J (2) 5.4×10°J (3) 4.9×10 J
■指針 (1) 100℃の水蒸気を毎秒2.0kg ずつ100℃の水にもどしてお
りこのとき生じる蒸発熱が外部に放出される。 (2) 高温の熱源から取
り入れている熱量は, (1) で求めた熱量を用いて, 熱効率を表す式
[e=-
=
W' Q-Q」 を利用する。 (3)1s間あたりの仕事を求め, 10
Q₁
Q₁
分間の仕事を計算する。
解説 (1) 毎秒 2.0kg = 2.0×10'g の割合で, 100℃の水蒸気を100℃
の水にしている。 このとき生じる蒸発熱(外部へ放出される熱量)を
Q2 〔J] とすると, Q = (2.3×10)×(2.0×10°)=4.6×10°J
(2) 高温の熱源から毎秒取り入れる熱量をQ,[J] とする。 熱効率は15
%なので、熱効率を表す式 「e=
0.15
Q-4.6×10
Q₁
Q = 5.41 × 10J 5.4×10J
(3) 1s間あたりにする仕事 W' は,
WQi-Q」から、
Q.
W'=eQ=0.15×5.41×10=8.11×10 J
Q₁
また熱量に相当する。
[Q=mcAT」 の式を用
いている。
このとき生じた蒸発熱
は、冷却器によって外部
に捨てられる。
10分間にする仕事は,
(8.11×10)×(10×60)=4.86×10 J
4.9×10J

熱力学