機械系コアテキストシリーズ C–1

力学

片岡勲・吉田 憲司

ナ社

熱共著

コロ

▼

コロナ社

機械系コアテキストシリーズ
編集委員会

ナ社

編集委員長

工学博士

金子 成彦（東京大学）〔B：運動と振動分野 担当〕

編集委員

博士（工学） 渋谷 陽二（大阪大学）

ロ〔A：材料と構造分野 担当〕

博士（工学） 鹿園 直毅（東京大学）

コ〔C：エネルギーと流れ分野 担当〕

工学博士

大森 浩充（慶應義塾大学）〔D：情報と計測・制御分野 担当〕
工学博士

村上 存（東京大学）〔E：設計と生産・管理（設計）分野 担当〕
工学博士

新野 秀憲（東京工業大学）〔E：設計と生産・管理（生産・管理）分野 担当〕
2017 年 3 月現在

刊行のことば

このたび，新たに機械系の教科書シリーズを刊行することになった。
シリーズ名称は，機械系の学生にとって必要不可欠な内容を含む標準的な大ナ社

学の教科書作りを目指すとの編集方針を表現する意図で「機械系コアテキストシリーズ」とした。本シリーズの読者対象は我が国の大学の学部生レベルを想定しているが，高等専門学校における機械系の専門教育にも使用していただけるものとなっている。

機械工学は，技術立国を目指してきた明治から昭和初期にかけては力学を中心とした知識体系であったが，高度成長期以降は，コンピュータや情報にも範ロ囲を広げた知識体系となった。その後，地球温暖化対策に代表される環境保全やサステイナビリティに関連する分野が加わることになった。

コ

今日，機械工学には，個別領域における知識基盤の充実に加えて，個別領域をつなぎ，領域融合型イノベーションを生むことが強く求められている。本シ
リーズは，このような社会からの要請に応えられるような人材育成に資する企画である。
本シリーズは，以下の 5 分野で構成され，学部教育カリキュラムを構成している科目をほぼ網羅できるように刊行を予定している。

A：「材料と構造」分野
B：「運動と振動」分野
C：「エネルギーと流れ」分野
D：「情報と計測・制御」分野
E：「設計と生産・管理」分野

刊 行
行 のの ここ とと ばば刊ii

また，各教科書の構成内容および分量は，半期 2 単位，15 週間の 90 分授業を想定し，自己学習支援のための演習問題も各章に配置している。
工学分野の学問内容は，時代とともにつねに深化と拡大を遂げる。その深化と拡大する内容を，社会からの要請を反映しつつ高等教育機関において一定期間内で効率的に教授するには，周期的に教育項目の取捨選択と教育順序の再構成が必要であり，それを反映した教科書作りが必要である。そこで本シリーズ
では，各巻の基本となる内容はしっかりと押さえたうえで，将来的な方向性も見据えることを執筆・編集方針とし，時代の流れを反映させるため，目下，教ている。

ナ社

育・研究の第一線で活躍しておられる先生方を執筆者に選び，執筆をお願いし「機械系コアテキストシリーズ」が，多くの機械系の学科で採用され，将来のものづくりやシステム開発にかかわる有為な人材育成に貢献できることを編集委員一同願っている。

コロ2017 年 3 月

編集委員長 金子 成彦

まえがきまえがき

本書は，大学や高専の工学系の学生が初めて熱力学を学ぶ際に使用することを念頭に書いたものである。熱力学は，工学においてもっとも基本的な学問分

ナ社野の一つである。また，熱と仕事という，非常に身近な現象を取り扱うものである。しかしながら，熱力学は，学生にとってあまりなじめない科目の一つであり，わかりにくく，おもしろくない科目の代表である。これは熱力学が非常に洗練された理論体系として築き上げられた結果，初めてこれを学ぶ学生にとっては非常に理解が難しいものになってしまっているからである。
熱力学は，いくつかの法則に基づき，厳密な演繹と巧妙な数学的手法を用いロて組み立てられており，無味乾燥な印象が避けられない。また，エントロピーや自由エネルギーなど，直接測定したり実際の現象と簡単に結びつけることがコ

難しい物理量を取り扱うことが多く，理解に戸惑ってしまう場合が多い。また，微分量や変分量，多変数関数の微分や積分など，かなり高度な数学的知識を必要とされることも，熱力学の不人気さの一因となっている。
しかしながら，熱力学は，蒸気機関を用いて熱から仕事を取り出すという，きわめて実用的，実際的な技術を理論付けるためにできた学問分野であって，決して難解なものではない。また，熱力学の理論体系を完全にマスターしなければ，熱機関などの熱を利用する機械装置を設計することができないわけではない。特に初めて熱力学を学ぶ人にとっては，あまりにも厳密さを求めては，かえって理解が妨げられることになりかねない。
以上のことから，本書では，熱力学を実際の現象に即して，わかりやすく説明することに力をおいた。また，数学の知識はある程度は必要であるが，必要iii

まiv

えがき最小限の知識で理解できるように工夫をしたつもりである。
本書の構成は以下のようになっている。1 章で熱力学で用いる重要な物理量である温度，熱，仕事，運動エネルギー，比熱，圧力と単位，熱と仕事の等価性について説明した。2 章ではボイル・シャルルの法則から始めて，さまざまな状態や，単位系での温度，圧力，体積を理想気体の状態方程式を用いて計算する方法について説明した。3 章では熱力学の第 1 法則（熱量と仕事の総和の保存）について，さまざまな実例に基づいてわかりやすく説明した。4 章では
熱力学第 2 法則について熱機関の最大効率との関係を述べ，エントロピーの概念を説明した。また可逆変化，不可逆変化についてエントロピーを用いて説明ナ社した。5 章では熱力学の重要な応用の一つであるガスを用いた熱機関であるカ
ルノーサイクル，オットーサイクル，ディーゼルサイクル，ブレイトンサイク
ルについて，仕事，熱の収支，熱効率の計算方法について解説した。6 章では水を中心に相変化の状態図（圧力と体積，温度と体積）について説明し，液相と蒸気相の物性値を与える蒸気表の使い方，気液二相状態（湿り蒸気）の物性値の計算方法についても説明した。7 章では相変化に伴う熱の収支と仕事の基

ロ礎的事項を説明し，それに基づいて相変化を用いる熱機関であるランキンサイ
クル，再生サイクル，再熱サイクルについて，熱の収支と仕事のやりとり，熱コ効率について説明した。8 章では冷凍機とヒートポンプの原理を熱力学的に説明し，その熱収支，仕事，および成績係数について説明した。また巻末には，相変化を用いる熱機関において重要な水と蒸気についての物性値を与える蒸気表を掲載した。
本書が工学系の学生がスムーズに熱力学を理解し，熱力学を好きになって，さまざまな技術に応用していく際の手助けになればと考えている。
最後に，本書の執筆に関して大変お世話になりましたコロナ社に感謝の意を表します。
2018 年 1 月

片岡勲・吉田憲司

目目次v

次1 章 熱力学で取り扱う物理量
1.2 熱 量 と 温 度

31.3 熱 と 仕 事

41.4 気体の膨張による仕事
演

習

問

題

2ナ社

1.1 熱力学を学ぶこととは

812

ロ

2 章 理想気体の状態方程式

2.1 ボイルの法則とシャルルの法則

14コ2.2 理想気体の温度，体積，圧力の関係
演

習

問

題

1520

3 章 熱力学の第 1 法則
3.1 閉じた系の熱力学第 1 法則と内部エネルギー
3.2 開いた系の熱力学第 1 法則とエンタルピー
3.3 実際の熱機関における熱力学第 1 法則
演

習

問

題

36223032

目vi

次4 章 熱力学の第 2 法則
4.1 熱機関の最大効率
4.2 エ ン ト ロ ピ ー

38
39

4.3 可逆変化と不可逆変化

42

4.4 状態量としてのエントロピー
演

習

問

題

49

50

5章 ガスサイクル
説

53

ナ社

5.1 概

5.2 気体の膨張と圧縮に伴う仕事と熱5 . 2 . 1 等圧膨張，等圧圧縮

56

5 . 2 . 2 等温膨張，等温圧縮

59

5 . 2 . 3 断熱膨張，断熱圧縮

61

5 . 2 . 4 等積加熱，等積冷却65675.4 オットーサイクル

70ロ

5.3 カルノーサイクル

5.5 ディーゼルサイクル

54

74

コ

5.6 ブレイトンサイクル（ガスタービンサイクル）

演

習

問

題

82

6 章 相変化の熱力学
6.1 液体と蒸気の状態変化

85

6.2 実在気体の状態方程式

89

6.3 蒸気表と乾き度
演

習

問

題

9691

78

目

次vii

7 章 相変化を伴うサイクル
7.1 相変化に伴う仕事と熱
7.2 ランキンサイクル

98
101

7.3 再熱ランキンサイクル

106

7.4 再生ランキンサイクル

110

演

習

問

題

114

8 章 冷凍機とヒートポンプ
説

117

ナ社

8.1 概

8.2 逆カルノーサイクル

119

8.3 気液二相サイクルを用いた冷凍機とヒートポンプ
8.4 吸収式冷凍機とヒートポンプ
演

問

題

130

録

ロ

付

習

1．飽和蒸気表（圧力基準）

132

2．飽和蒸気表（温度基準）134

コ

3．過 熱 蒸 気 表
4．圧

縮

水

引用・参考文献

146

演習問題解答

147

あき

164

引

166

索とが

136
144

128

122

1章

熱力学で取り扱う物理量◆ 本章のテーマ

本章では，熱力学で用いる重要な物理量である，温度，熱，仕事，運動エネル
ギー，比熱，圧力等について説明し，その単位について，実用的に用いられているさナ
社

まざまな単位とその相互の関連について述べる。また，熱力学，熱機関の最も重要な原理である熱と仕事の等価性について解説する。
◆ 本章の構成（キーワード）

1.1 熱力学を学ぶこととは

産業革命，熱力学，熱機関

1.2 熱量と温度
1.3 熱と仕事ロ

温度の測定原理，熱量の定義，比熱仕事の定義，運動エネルギーの定義，ジュールの実験，比熱の定義

コ1.4 気体の膨張による仕事

気体による仕事，圧力の定義◆ 本章を学ぶと以下の内容をマスターできます☞ 温度と熱量の関係☞ 熱量と仕事の等価性☞ 比熱と熱量☞ 気体の圧力と仕事☞ さまざまな単位系による物理量の表現

1.

2

熱力学で取り扱う物理量

熱力学を学ぶこととは

1.1

熱は人間にとって最も身近なものの一つであり，また人間の生活に欠くことのできないものである。人間の置かれた環境の暑さ，寒さ，また身の回りのさまざまな熱を，温度として感じることができる。そして，このことによって人間は環境の中で生存することができる。また，人間は熱を利用するようになってその生活環境を快適なものにしてきた。人類が地球上に出現して以来，火という熱源を用いることによって，食物の調理，暖房，また光源など，さまざまな用途に利用してきた。また，陶磁器など，さまざまな産業においても熱を利ナ社用するようになった。特に産業革命以降は，人類は熱を大量に用いることによって大きな動力源を得ることができるようになり，近代文明を築くことができるようになった。

熱力学（thermodynamics）は，こうした産業革命における熱機関（heat engine）の仕組みを理論的に説明するために生まれたものである。したがって，熱力学は実際の技術に即したきわめて実用的な学問であり，決してとっつきにロくく難解な学問分野ではない。しかしながら，一方において，熱力学は物理学の一分野としてきわめて洗練された，厳密な理論体系として構築され完成されコてきた。

工学においては，熱力学は熱（heat）をどれだけ機械的仕事（mechanicalwork）に変えることができるか，また仕事（work）を用いて熱をどのように移動させるかを正確に把握するための方法である。その意味において熱力学は非常に実際的な学問分野であり，決して難解なものではない。
蒸気機関が発明されて産業革命が起こったが，じつはその時点では，まだ，熱力学という学問分野はまったくと言っていいほど確立されていなかった。
ニューコメンの蒸気機関が 1709 年，ワットの蒸気機関が 1788 年，本格的なボイラであるコルニッシュボイラが 1802 年，トレビシックの蒸気機関車が1807 年，フルトンの蒸気船が 1807 年に開発されたのに対し，熱機関としてカルノーサイクルの理論が確立されたのが 1824 年，マイヤーによりエネルギー

1.2

熱 量 と 温 度保存則が確立されたのが 1842 年，蒸気機関としてランキンサイクルの理論が確立されたのはなんと 1859 年である。
このように，熱力学は産業革命においていろいろな熱機関が発明された後に，これらの熱機関において熱から仕事がどれだけ取り出せるかの，理論的な上限を与えるために作られた学問体系である。その後，理論的にも数学的にも非常に洗練されたものとなり，現在の熱力学という学問分野になっている。
こうした経緯から考えて，技術者として熱力学を学ぶ場合には，あくまで実用的な観点から，熱から仕事をどれだけ取り出せるか，仕事を用いて熱をどれだけ移動することができるかを正確に計算するための手段として利用する立場

ナ社が重要である。このような立場から熱力学を見ると，非常にわかりやすく実際的な理論であることがわかる。

本章では，熱力学で取り扱う物理量について説明を行う。

1.2

熱 量 と 温 度

ロ

熱力学で取り扱う最も基本的な物理量は，熱量（quantity of heat）すなわち熱の量である。熱力学の多くの教科書では，まず熱とは何かという難しい説明コから入る場合が多い。そして熱とは分子や原子の運動であるという説明がある。しかしながら，熱とはそのようなややこしい説明を受けなくても，私たちが経験的によく知っているものである。つまり，熱とはものを温めるものである。ストーブをつければ部屋が暖まり，鍋の水をガスコンロにかければ温まってお湯になる。これが熱である。
実用的な熱力学においても，熱とはこのような定義で十分である。ただ，ものの長さや体積と同様，熱についてもそれを測る物差しが必要である。熱が多いか少ないかの量のことを熱量という。熱量はものが温まる度合いで測ることができる。ものの温かさ冷たさを測る物差しは言うまでもなく温度（temperature）である。したがって，熱量は，一定の量の物質が一定の温度上昇する量として定義することができる。

31.

4

熱力学で取り扱う物理量

温度は温度計（thermometer）で測ることができる。今はほとんどがディジタルで表示されているが，温度は，液体や気体の膨張の度合いで測ることができる。もっとも普通に用いられているものは，アルコールの熱膨張を利用したアルコール温度計である。これはガラス管中に赤で着色した（青の場合もある）アルコールを入れ，目盛りをつけたもので，水が氷る温度を 0 ℃，水が沸騰する温度を 100 ℃としてその間を 100 等分し目盛りをつける。この一目盛りが 1 ℃である。
熱量は，水 1 グラムが 1 ℃上昇する量として定義され，これを 1 カロリー（1 cal）とする。この定義は私たちに最も身近な水と温度計を用いて定義され，ナ社

熱量を実感できる定義である。以下に述べるように国際的な約束により熱量の単位は別のものを使うが，基本的は熱量をこうした身近に実感できる量として把握したほうがわかりやすく，熱を利用する機器を設計する際には都合がよい。

ものの温まり方は物質によって異なる。同じ熱量が加わっても，鉄や銅，アルコールなど物質が異なると，温度の上昇が異なる。これを比熱（specificロheat）と呼ぶ。水の比熱が基準となり 1 である（単位を付ければ 1 cal / (g・℃)）。鉄の比熱は 0 . 11 cal / (g・℃)，銅の比熱は 0 . 092 cal / (g・℃)，アルコールコの比熱は 0 . 577 cal / (g・℃) である。このようにして，まず，熱というものと温度をいうものをしっかり定義することが熱力学の基本である。

1.3

熱と仕事

1 . 1 節で述べたように，熱力学は熱を仕事に変換したり，仕事を熱に変換したりする場合の，その量的な計算をする手段である。したがって，つぎに必要なものは，仕事の定義である。仕事も，私たちが身近で実感できる単位で把握しておくのが工学的には望ましい。仕事はある力である距離を動かすことで定義され，仕事量は力と距離をかけたものである。最もわかりやすい単位は，1 kg の重さのものを 1 m 持ち上げる仕事である。これを 1 kgf・m と書く。こ1.3

熱と仕事

5

こで f という記号は，1 kg の質量に働く力ということをはっきりを表すために書く。
この力と仕事の単位には別の表し方がある。力は，ニュートンの第二法則によ っ て 物 体 を 加 速 す る 量 と し て 定 義 さ れ，1 kg の 物 質 を 1 m / s2 加 速 す る（1 秒間で 1 m / s 分の速度を増やす）のに必要な力を 1 N（ニュートン）で表す。
物質の重さは物質が地球の引力によって引っ張られる力であり，1 kg の物質の重さ 1 kgf は 9 . 8 N である。大まかには重さを 10 倍したらニュートンの単位となる。ニュートンの単位で表された力はなかなか実感しにくいが，1 N は大1 / 10 が kg の重さとなる。

ナ社

まかに 100 g の重さと思えばよい。ニュートンの単位で表された量のおおよそ
この単位を用いて仕事量が定義される。1 N の力で 1 m 動かすときの仕事を，1 J（ジュール）と定義する。すなわち
1 J＝1 N・m

（1 . 1）

この単位を用いると，1 kg の物質を 1 m 持ち上げる仕事量は 9 . 8 J，おおよそ 10 J となる。

ロ

上の例はものを持ち上げる仕事であったが，実際の仕事としては，車が走ったり，機械が回転したりする運動の仕事である。これは運動エネルギー（kinet-コic energy）と呼ばれる。質量が m〔kg〕の物体が速度 v〔m / s〕で動いている
とき，その物体の運動エネルギー e は次式で与えられる。

1e＝ mv 22（1 . 2）

運動エネルギーの単位も，仕事と同じくkg・(m / s)2＝kg・m / s2・m＝N・m＝J（1 . 3）でジュール〔J〕の単位をもつ。蒸気機関では，石炭が燃える熱が仕事に変わる。また，車のブレーキをかけた場合に車を動かす仕事は摩擦熱に変わる。したがって，仕事と熱は相互に変化できる量であり，その単位は同じで換算できるはずである。この換算の割合は図 1 . 1 に示すジュールの実験によって調べられており，つぎのようになる。

あとがき

以上，熱力学の基本法則から，気体の状態方程式や相変化の基本的な性質ついて述べ，ガスサイクルと気液二相サイクルを用いた熱機関と冷凍機とヒートポンプについて，その特性を説明した。
ここで述べたことは，工学系の学生，特に機械工学の分野の学生が初めて熱力学を学ぶ際に必要な事項である。またその内容については，熱から仕事を取り出す熱機関や，仕事を用いて冷凍や暖房を行う冷凍機やヒートポンプへの応

ナ社用に力点をおいて，解説を行った。

熱力学は非常に洗練された学問領域で，厳密な論理構成と高度な数学的手法を用いて種々の熱的な現象を解析することができる。しかしながら，実際の技術への応用において，熱機関や冷凍機，ヒートポンプを設計する場合には，それほど高度な数学的手法を使う必要はなく，簡単な数学で，熱と仕事の収支を計算すればよい。このことは，本書のガスサイクルや気液二相サイクルの熱効ロ率や成績係数を説明する場合に述べたとおりである。

また，熱力学の基本法則は決して難しいものではなく，私たちが日常経験しコている熱に関わる現象から本質的な原理を抽出して，それを厳密に述べただけである。熱と仕事の総量は変わらないとか，熱は暖かいところから冷たいところへ流れるといった，普通に経験することを定量的に表しただけで，何か日常では経験しない特殊な理論を述べたものではない。
熱機関や冷凍機，ヒートポンプでの仕事を計算する場合には，多少面倒な積分などを用いることがあるが，本書を見てもわかるように，そのような煩雑な計算は必ずしも必要はなく，熱の収支バランスから仕事の量が自然に求められる。
熱力学で重要なことは，細かな計算や難解な数式の取り扱いではなく，私たちの普通に経験している熱に関する自然現象から，蒸気機関や自動車のエンジン，エアコン，冷蔵庫といったものが巧みに作ることのできる原理を理解するあとがき165ことである。
本書を読んで熱力学への入門をスムーズに終え，より高度な熱力学を学ぶための基礎を理解するとともに，熱力学を用いてさまざまな新しい装置を作り出す技術者としての基本を身につけてもらえば幸いである。
2018 年 1 月

コロ

ナ社

片岡

勲・吉田憲司

索

166

索

引

引

【あ】

温度
temperature

3, 14

温度計
thermometer

487

圧縮機
compressor

123

【か】

圧縮水
compressed water87

圧縮比
compression ratio

外燃機関
external combustion engine
5372

力pressure

開放型ガスタービン
open-cycle gas turbine 78

8, 14

圧力比
pressure ratio

可逆過程
reversible process 22, 100

80

圧

アボガドロ定数
Avogadro constant

16

【い】
一定圧力
constant pressure9898

一般気体定数
universal gas constant

16

コ

【う】

運動エネルギー
kinetic energy

5

【え】
液体
liquid86, 98

エンタルピー
enthalpy

26, 31, 103

エントロピー
entropy39【お】オットーサイクル
Otto cycle

可逆変化
reversible process

70

42

華氏温度
Fahrenheit temperature 11
下死点bottom dead center70

ガスサイクルgas cycle

53

ガスタービンgas turbine

78

過熱液
superheated liquid

90

過熱器
superheaterロ

一定温度
constant temperature

気液二相サイクル
gas-liquid two-phase cycle
98
気液二相状態
gas-liquid two-phase state87, 94
気液二相流
gas-liquid two-phase flow
94
機械的仕事
mechanical work2

希釈熱
heat of dilution

129

気体定数
gas constant

17

気体の膨張
gas expansion

8

ナ社

圧縮液
compressed liquid【き】

逆カルノーサイクル
reversed Carnot cycle 119
吸収式ヒートポンプ
vapor-absorption heat
128
pump
吸収式冷凍機
vapor-absorption
refrigerating machine

128

102

過熱蒸気
superheated steam

給水ポンプ
water pump

102

87

過熱度
superheating

凝縮器
condenser

123

87

カルノーサイクル
Carnot cycle

67

過冷却蒸気
supercooled vapor

90

乾き蒸気
dry steam87

乾き度
vapor quality, steam quality
93【け】
ゲージ圧gauge pressure

10

【こ】
高温熱源
hot source

43

索

【さ】

引

蒸気機関
steam-operated heatengine

サイクル
cycle

53

再生ランキンサイクル
regenerative Rankine cycle
110
再熱器
reheater

106

85

蒸気サイクルsteam cycle, Rankine cycle
98

8, 14

蒸気表
steam tables

タービン
turbine

78

91

上死点
top dead center

70

断熱圧縮
adiabatic compression
process54

断熱膨張adiabatic expansion
process

54

87

サブクール水subcooled water

状態方程式
equation of state1687

サブクール度subcooling

状態量property, quantity

49

87

蒸

128

自己着火
auto-ignition
仕事
work

74

実在気体
real gas

発
vaporization

蒸発器
vaporizer

シリンダーcylinder

89

コ

湿り蒸気
wet steam, wet vapor
87, 93, 98

87

123

蒸発潜熱
latent heat of vaporization99

ロ

2, 4, 32

70

【す】

水蒸気steam

【せ】

14

自由膨張
free expansion

47

成績係数
coefficient of performance
35

準静的過程
quasi-static process

22

摂氏温度
Celsius temperature11

絶対圧
absolute pressure

10

絶対温度
absolute temperature

11

気vapor, steam

85, 86, 98

蒸気圧縮式ヒートポンプ
vapor-compression heat
124
pump
蒸気圧縮式冷凍機
vapor-compression
refrigerating machine

124

【て】

定圧比熱
specific heat at constant26, 27
pressure

低温熱源
cold source, cold sink

42

定積比熱
specific heat at constant23, 27
volumeディーゼルサイクルDiesel cycle

74

【と】
85

シャルルの法則
Charlesʼs law

蒸体

ナ社

106salt【た】102

サブクール液subcooled liquid

塩

相変化を伴う膨張と圧縮
expansion or compression
100
with phase change

積
volume

蒸気タービン
steam turbine

再熱ランキンサイクル
reheat Rankine cycle

【し】

167

【そ】
相変化
phase change, phase85, 98transition

等

圧
isobaric

等圧圧縮
isobaric compression
process

100

54

等圧膨張
isobaric expansion process54
等温
isothermal

100

等温圧縮
isothermal compression
54
process
等温膨張
isothermal expansion
process

54

168
等積加熱
isochoric heating process65
等積冷却
isochoric cooling process
65
閉じた系
closed system

内燃機関
internal combustion engine
53
内部エネルギー
internal energy

23

コ

熱力学的サイクル
thermodynamic cycle

焼combustion

53370

1976

ボイラー
boiler102

121

ボイルの法則Boyleʼs law

14

膨張弁
expansion valve

123

飽和圧力
saturation pressure

87

飽和液
saturated liquid87

─の成績係数COP of heat pump比

熱specific heat

41638, 39

78

117

22

熱力学第 2 法則
the second law ofthermodynamics

圧
partial pressure

ヒートポンプheat pump

標準状態
standard state

41分

70

非平衡状態
non-equilibrium

286

ピストン
piston2, 32, 53
33

騰boiling

噴射比
cut-off ratio

70

22, 25燃【ひ】火花点火spark ignition

熱力学第 1 法則the first law ofthermodynamics

量quantity of heat105

2, 4, 32

熱力学温度
thermodynamic
temperature

熱圧back-pressure

28

熱平衡状態
thermal equilibrium 22, 87
熱力学
thermodynamics

背沸ブレイトンサイクル
Brayton cycle

【は】

ロ

熱効率
thermal efficiency

70

比熱比
ratio of specific heats,adiabatic index

【ね】

熱機関
heat engine

燃焼ガス
burned gas

【ほ】

ナ社

19

【な】

heat

引

30

ドルトンの分圧の法則
Daltonʼs law

熱索

飽和温度
saturation temperature 87
飽和蒸気saturated steam

87

飽和蒸気表
saturated steam table

92

飽和水
saturated water

87

標準大気圧
standard atmosphericpressure

9比容積specific volume

10

【ま】

開いた系
open system

31

マイヤーの関係式
Mayerʼs relation

【ふ】

27

【み】

ファンデルワールス式
van der Waals equation of
89
state
不可逆変化
irreversible process

42

復水器
condenser

102

沸点上昇
boiling point elevation 129

水85

water
密度
density10

密閉型ガスタービン
closed-cycle gas turbine 78

【も】
モリエ線図
Mollier chart

126

索

【ゆ】

【り】

融解熱
latent heat of fusion

24

理想気体
ideal gas
─の状態方程式
ideal gas low

【よ】
予混合気
premixed charge gas

70【ら】
ランキンサイクル
Rankine cycle

引101

臨界比容積
critical specific volume【れ】16, 17117

臨界圧力critical pressure

90

臨界温度
critical temperature

─の成績係数COP of refrigeratingmachine

12190

臨界点
critical point

88

冷媒
refrigerant♦♦

冷凍機
refrigerating machine

【T】

ナ社

T-S 線図
T-S diagram

コロ549116【P】
p-V 線図p-V diagram

169

54

118, 121

―― 著 者 略 歴 ――

熱力学

Thermodynamics

検印省略Ⓒ Isao Kataoka, Kenji Yoshida 2018

初版第 1 刷発行ロ2018 年 3 月 28 日

吉田 憲司（よしだ けんじ）
1995 年 大阪大学工学部産業機械工学科卒業
1996 年 大阪大学大学院工学研究科博士前期課
程修了（産業機械工学専攻）
1999 年 大阪大学大学院工学研究科博士後期課
程修了（産業機械工学専攻）
博士（工学）（大阪大学）
1999 年 大阪大学大学院助手
2005 年 大阪大学大学院学内講師
2006 年 大阪大学大学院特任助教授
2007 年 大阪大学大学院特任准教授
2009 年 大阪大学大学院准教授
2016 年 広島工業大学准教授
2017 年 広島工業大学教授
現在に至る

ナ社

片岡勲（かたおか いさお）
1973 年 京都大学工学部原子核工学科卒業
1975 年 京都大学大学院工学研究科修士課程修了（原子核工学専攻）
1975 年 京都大学助手
1984 年 工学博士（京都大学）
1992 年 京都大学講師
1994 年 京都大学大学院助教授
1997 年 大阪大学大学院教授
2015 年 大阪大学名誉教授
2015 年 福井工業大学教授
2017 年 福井工業大学工学部長
現在に至る

著者

コ発 行 者
印 刷 所
製 本 所

片岡勲
吉田憲
司
株式会社
コ ロ ナ 社
代 表 者
牛 来 真 也新日本印刷株式会社
有限会社
愛千製本所

112-0011
東京都文京区千石 4-46-10
発 行 所
株式会社 コ ロ ナ 社
CORONA PUBLISHING CO., LTD.
Tokyo Japan
振替 00140−8−14844・電話（03）3941−3131（代）ホームページ http://www.coronasha.co.jp

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