機械系基礎実験(熱工学) 本実験では,熱力学 [1-3] および伝熱工学 [4-6] の一部の知識を必要とする. 必要に応じて文献や関連講義のテキストを参照すると良い. 実験テキストは こちら . 目次 熱サイクルによるエネルギ変換 サイクルによらないエネルギ変換 ある系の内部エネルギと熱的・機械的仕事の総和は常に一定である(熱力学の第一法則=エネルギの保存). 内部エネルギ(あるいは全エネルギ)は熱的・機械的仕事に変換できる. これを「エネルギ変換」という. 工学的なエネルギ変換の例: 熱機関:熱エネルギ(内部エネルギ+熱の授受) → 機械的仕事 熱ポンプ:機械的仕事+熱の授受 → 熱移動 原動機(エンジン)に代表される熱機関は,「機械的仕事を得る」ことを目的とする. 一方,空調機・冷蔵庫などの熱ポンプは,「熱の移動」を目的とする. 熱効率と成績係数 熱効率: 熱機関において,与えた熱量 $Q_1$ に対しどれだけの機械的仕事 $L$ を得たかを示す. 1 を超えることはない. \begin{align} \eta &= \frac{L}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}=1-\frac{Q_2}{Q_1} \end{align} 成績係数: 熱ポンプにおいて,与えた機械的仕事 $L$ に対しどれだけの熱量 $Q_2$ を移動させることができたかを示す. 実用的には,1以上で用いられる. Coefficient of Performance,COP(またはc. p. )とも呼ばれる. \varepsilon &= \frac{Q_2}{L}=\frac{Q_2}{Q_1-Q_2} 熱力学の第2法則 熱機関においては,与えた熱量すべてを機械的仕事に変換することはできない. この原則を熱力学の第2法則という. 熱力学の第2法則のいろいろな表現 (a) 熱が低温度の物体から高温度の物体へ自然に移動することはない(Clausiusの原理). 東京 熱 学 熱電. (b) 熱源からの熱をすべて機械的仕事に変換することはできない(Thomsonの原理). (c) 第2種の永久機関の否定. これらは物理的に同じことを意味する. 熱サイクル 熱機関にせよ熱ポンプにせよ,ある系で 定常的にエネルギ変換を行う ためには,仕事や熱を取り出す前後で系の状態が同じでなければならない. このときの系の状態変化の様子を,同じ状態変化が順次繰り返されることから「サイクル」という.
電解質中を移動してきた $\mathrm{H^+}$ イオンは陽極上で酸素$\dfrac{1}{2}\mathrm{O_2}$ と電子 $\mathrm{e^-}$ と出会い,$\mathrm{H_2O}$になる. MHD発電 MHDとはMagneto-Hydro Dynamic=磁性流体力学のことであり,MHD発電装置は流体のもつ運動エネルギを直接電気エネルギに変換する装置である. 単独で用いることも可能であるが,火力発電の蒸気タービン前段に設置することにより,トータルの発電効率をさらに高めることができる. 磁場内に流体を流して「フレミングの右手の法則」にしたがって発生する電流を取り出す.電流を流すためには,流体に電気伝導性が要求される. このとき流体には「フレミングの左手の法則」で決まる抵抗力が作用し,運動エネルギを失う:運動エネルギから電力への変換 一般に流体,特に気体には電気伝導性がないので,次の何れかの方法によって電気伝導性を付与している. 気体を高温にして電離(プラズマ化)する. シード(カリウムなどの金属蒸気が多い)を加えて電気伝導性を高める. 電気伝導性を有する液体金属の蒸気を用いる. 熱電発電, thermoelectric generation 熱エネルギから直接電気エネルギを得るための装置が熱電発電装置である. この方法は,熱的状態の差(電子等のエネルギ状態の差)に基づく物質内の電子(あるいは正孔)の拡散を利用するものである. 温度差に基づく電子の拡散:熱起電力 = Seebeck(ゼーベック)効果 電位勾配による電子拡散に基づく吸熱・発熱:電子冷凍 = Peltier(ペルチェ)効果 これら2つの現象は,原理的には可逆過程である. 熱電発電の例を示す. 熱電対 異種金属間の熱起電力の差による起電力と温度差の関係を利用して,温度測定を行う. 温度差 1 K あたりの起電力は,K型熱電対で $0. 東京熱学 熱電対. 04~\mathrm{mV/K}$ と小さい. ガス器具の安全装置 ガスの炎が消えるとガスを遮断する装置. 炎によって加熱された熱電発電装置の起電力によって電磁バルブを開け,炎が消えるとバルブが閉じるようになっている. 熱電発電装置は起電力が小さいが電流は流せる性質を利用したものである. 実際の熱電発電装置は 図2 のような構造をしている. 単一物質の熱電発電能は小さいため,温度差による電子状態の変化が逆であるものを組み合わせて用いる.
本研究所では、多様な元素から構成される無機材料を中心とし、金属材料・有機材料などの広範な物質・材料系との融合を通じて、革新的物性・機能を有する材料を創製します。多様な物質・材料など異分野の学理を融合することで革新材料に関する新しい学理を探求し、広範で新しい概念の材料を扱える材料科学を確立するとともに、それら材料の社会実装までをカバーすることで種々の社会問題の解決に寄与します。
エネルギー(電気・ガス・水道ほか) 業界 / 新潟県柏崎市大久保1丁目6番2号 残業時間 12. 5 時間/月 有給消化率 90 %/年 ※この情報は、転職会議ユーザーによる投稿データから算出しています。 INPEXパイプラインの関連情報まとめ 転職会議へのご意見・ご要望をお聞かせください。 転職会議に関するお困りごとがある場合は、 ヘルプページ をご利用ください。 また、返信が必要な場合は、 お問い合わせ からお願いします。
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