圧力 は、物質の 状態や反応速度、化学平衡と関係します 2 ) 。 オートメーションで計測されます。
ボイラーでは、高温・高圧の蒸気を作り出します。
温度、 圧力、 流量、 液位 ( 液面)、 組成 (成分、濃度) は、プロセス変量(プロセス変数)と呼ばれます 3 ) 。 プロセス変量を計測したり、目標値を設定して、 制御したりします。 PID制御などが使われます。
エネルギー | 流体m〔kg〕あたり | 流体1kgあたり |
---|---|---|
運動エネルギー | 〔J〕 | 〔J/kg〕 |
位置エネルギー | mgZ〔J〕 | gZ〔J/kg〕 |
圧力エネルギー | 〔J〕 | 〔J/kg〕 |
流体を 輸送するには、流体輸送機( ポンプや送風機)で、配管内を流れる流体にエネルギーを供給します。
👨🏫 数式の表現、量の表現🧪 化学 | ⚡ 電力 | 💪 動力 | 🌟 光 | 🔥 熱 | |
---|---|---|---|---|---|
🧪 化学 | 化学反応 |
👨🏫
二酸化炭素センサー
湿度センサー
|
◇ 鉄砲 ( 火薬) | 👨🏫 化学発光 | 👨🏫 バーナー ◇ 暖炉 ◇ 燃料 |
⚡電力
eV, FE |
◇ 蓄電池 (電解) | 変電、 インバータ |
👨🏫
モーター
5
)
🔊スピーカー |
◇ LED |
👨🏫
ヒーター
電気炉
Q=I2R |
💪動力
pV |
◇ 高圧合成 |
👨🏫
発電機
🎤マイク |
リンク、カム | ◇応力発光 | 👨🏫 ヒートポンプ pV=nRT |
🌟光
hν |
◇ 光合成 銀塩写真 |
👨🏫
太陽電池 イメージセンサー |
◇蛍光 | 👨🏫 ◇ 電子レンジ | |
🔥熱
RT |
◇ 加熱合成 | 👨🏫 熱電変換 温度センサー |
👨🏫
🚂
熱機関
pV=nRT |
◇
白熱電球
( 黒体放射) |
アリはなぜ泳げないか?
kWh、 J | 関係式 | 示強性変数 | 示量性変数 | 物質量あたり マクロ |
粒子あたり ミクロ |
---|---|---|---|---|---|
🧪 化学エネルギーG | ⊿G=⊿H-T⊿S | 化学ポテンシャル | 物質量〔mol〕 | アボガドロ数
NA |
|
🔥 熱エネルギー |
🖱
Q=
TS
RT
|
温度 T 〔K〕 | エントロピー S 〔J/K〕 | 気体定数 R 〔J/K・mol〕 | ボルツマン定数 kB 〔J/K |
💪 力学的エネルギー E | 🖱 W= pV | 圧力 p 〔Pa〕 | 体積 V 〔m3〕 | 理想気体のモル体積 x 〔L/mol〕 | |
⚡ 電気エネルギー E |
🖱
E=VQ
E=nFE
|
電圧 V 〔V〕 | 電気量 Q 〔C〕 | ファラデー定数 F 〔C/mol〕 | 電気素量 e 〔C〕 |
🌟 光エネルギー E | E=hν | 振動数 ν 〔Hz〕 | プランク定数 h 〔J・s〕 |
エネルギーは、相互に エネルギー変換できます。 エネルギーは保存則でなくなりませんが、有効な仕事として利用できるエネルギー(エクセルギー)の割合は減っていき、廃熱(アネルギー)の割合が増えていきます。 その意味で、熱エネルギーはエネルギーの廃棄物と言えます。
状態量分類 | エネルギー源 | 応用例 |
---|---|---|
人力 | ~50W | |
牛 | ||
👨🏫 馬 | 1馬力= 0.746kW | 👨🏫 鎌倉時代 に戦力に |
水車 | ||
蒸気機関 | ||
ガソリンエンジン | ガソリン 100馬力 | 🚗 自動車 |
モーター |
動力〔W〕とエネルギー〔Wh〕は、絶対に間違わないようにしましょう。
西暦年 出来事 |
---|
水車 |
室町時代 朝鮮使節が日本の水車の驚く |
江戸時代 日本で水車が普及 精米・小麦・蕎麦の製粉 |
1891 琵琶湖疎水 ペルトン水車で発電 |
1776 ワット蒸気機関(外燃機関)の発明 * |
1816 スターリングサイクル(外燃機関) |
1823 電磁石の発明 |
1824 カルノーサイクル |
1831 電磁誘導の発見 |
1831 発電機の発明 |
1872 ブレイトンサイクル |
1877 オットーサイクル |
1897 ディーゼルサイクル |
動力の水車は、紀元前2世紀ごろに小アジアで発明されたらしい。 以来、再生可能エネルギーの動力として、あるときは製粉、あるときは揚水と使われてきた。 日本では、急勾配の川が多いため、江戸時代にはかなり普及した。 石炭を使う外燃機関の蒸気機関、石油を使う内燃機関のガソリンエンジンやディーゼルエンジン、 そして電気を使うモーターと動力は変遷した。 しかし、二酸化炭素抑制排出で、化石燃料はもう使えない。 水力がマイクロ水力発電などで注目されているが、日本では水利権などの課題があり、なかなか普及しない。