エネルギー収支

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エネルギー収支(エネルギーしゅうし、: energy balance)または熱収支(ねつしゅうし)とは、あるに入り込んだエネルギー量と出ていったエネルギー量、および系の内部での発熱吸熱の総和を指す。エネルギー保存の法則により、これらの量は

(系がもつ熱量の変化) = (系に入る熱量) - (系から出る熱量) + (系内部の発熱量) - (系内部の吸熱量)

という関係を持つ。系が定常状態にある場合は左辺が 0 であるため、右辺は差し引きのバランスを保つ。この考え方は、基本的に物質収支と同様であるが、エネルギー収支を考える場合は特に基準温度のとり方に注意を要する。

化学工学でエネルギー収支を考える場合には、運動エネルギー1/2u2 、位置エネルギーgz 、エンタルピーH および外部からの仕事W や熱Q を考えなくてはならない。収支式は

gz_1+\frac{1}{2}u_1^2+H_1+W+Q = gz_2+\frac{1}{2}u_2^2+H_2

で表される。しかし、化学プロセスでは、位置エネルギー、運動エネルギーおよび仕事などによるエネルギー変化量が、エンタルピーや熱エネルギーの変化量に比べて極めて小さいことが多い。この場合、単に次式に示すようなエネルギー収支を考えれば十分となる。

H_2-H_1=Q

参考文献[編集]

  • 山本恒雄 『化学工学』 (3版) 槇書店、22頁。ISBN 4-8375-0690-9 

関連項目[編集]