熱力学の問題について（機械設計技術者試験3級）

質問

どうしても自力で解けない問題があります！
どなたか助けてくださいm(__)m

質問対象の問題は下記URLの
熱工学の5-2の問題です。7項目(紙面上)にあります。
http://www.kogyokai.com/mondai/H17-3-02.pdf
条件の中にガス定数R=0.29[kJ/Kg・K]を追加お願いします。
（正誤表に追加するよう書かれていました。）

上記URLの問題で問1【A】、問2【B】【C】、問3【D】は
なんとか自力で解けました。
問3【E】なんですが、式は与えられているのですが、
どうやっても解けませんでした。
問3【E】の私の計算方法ですが、
V1だけがわかっていないので、
(P1×V1/m×T1)=R
V1=(R×m×T1)/P1
V1=(0.29×2×300)/(0.1×10^6)
V1=0.00174=1.74×10^-3[m3]
となりました。
(1)～(2)(P-V線図より)までの熱量を求めるための式は
与えられているので、代入してみますと
私の計算の答えは-311.8kJになります。
正解は-350kJなんですが・・・。
(2)～(3)までの熱量が-120kJなので、
(1)～(2)までの熱量は約-230kJぐらいにならなきゃいけないんですよね？

URLから問題を確認していただく形になってしまい
かなりのお手数をおかけすること大変申し訳なく思っています。
どうしても私の力では限界がきてしまいましたので、
どうか助けていただきたくお願い致します。

ついでにと言ってはなんですが、
もう一つだけ質問させてください。
問2【B】【C】、問3【D】で
熱量とエンタルピーは答えが同じになっているのですが、
等温変化のとき意外は熱量とエンタルピーは
同じ式で解けると考えてよろしいのでしょうか。
熱量とエンタルピーは同じものと考えて支障ないでしょうか。

質問ばかりで大変申し訳ありません。
ご回答のほどよろしくお願い致します。

以上です。

回答No.1

rnakamra · ベストアンサー

計算については途中の式を出してもらっていないのでどこで迷っているのか判断がつかないのでお答えしません。

最後の質問についてお答えします。
与えられた熱量とエンタルピーの変化は一致するかということですが、一般的には一致しません。(2)→(3)のような等圧過程においては一致します。

エンタルピーの変化ΔIと与えられた熱量Q,気体に加えられた仕事Wとすると次の関係式が成り立ちます。

ΔI=Q+W+Δ(pV)

等圧過程の場合、W=-pΔV,Δ(pV)=pΔVとなりますので後ろの2項が打ち消しあいます。一般にはこの2項の絶対値は一致しませんのでご注意ください。
ついでに申しますと気体の内部エネルギーの変化ΔUは
ΔU=Q+W
と記述されます。エンタルピーと内部エネルギーの関係はI=U+pVです。
等圧過程ではΔI=Qが成り立ち、等積過程ではΔU=Qが成り立ちます。
(これらの関係式は理想気体でなくても成り立ちます。)

お礼

お礼が大変大変遅くなりました。
ありがとうございました。