このミニテストの使い方
- 全5問・目安10分。電卓を使い、式と単位も書く
- 比エンタルピー差を先に求め、その後に冷媒循環量を掛ける
- 解答を開く前に、選んだ理由まで説明する
- 最後は熱収支で計算結果を検算する
結論：p-h線図は4点を決めて「横軸の差」を読む
p-h線図は、縦軸が圧力p、横軸が比エンタルピーhです。計算では、蒸発器・圧縮機・凝縮器の入口と出口に対応する比エンタルピー差を読みます。
このページでは、h1を蒸発器出口、h2を圧縮機出口、h3を凝縮器出口、h4を膨張弁出口とします。教材によって点の記号は異なるため、記号の丸暗記ではなく機器の入口・出口で判断してください。図から復習する場合は「p-h線図の読み方と冷凍能力・COPの計算」を先に確認しましょう。
解く前に使う公式を確認
| 求める量 | 冷媒1kgあたり | 能力・動力 |
|---|---|---|
| 冷凍効果 | q0＝h1－h4 | Φ0＝qmq0 |
| 圧縮機仕事 | w＝h2－h1 | P＝qmw |
| 凝縮器放熱量 | qk＝h2－h3 | Φk＝qmqk |
理想的な絞り膨張ではh3＝h4です。冷凍COPは「冷凍効果÷圧縮機仕事」なので、COP＝(h1－h4)÷(h2－h1)。また、定常状態の熱収支はΦk＝Φ0＋Pです。
単位の要点：比エンタルピー差はkJ/kg、冷媒循環量qmはkg/sです。両者を掛けるとkJ/s＝kWになります。
第1問：軸と絞り膨張の向き
【問1】p-h線図の軸と、理想的な膨張弁での状態変化の組合せとして正しいものはどれですか。
(1) 縦軸は温度、横軸は圧力 ― 右向きの水平線
(2) 縦軸は比エンタルピー、横軸は圧力 ― 左向きの水平線
(3) 縦軸は圧力、横軸は比エンタルピー ― 下向きの垂直線
(4) 縦軸は圧力、横軸は温度 ― 右下がりの曲線
(5) 縦軸は比体積、横軸は比エンタルピー ― 上向きの垂直線
第2問：冷凍効果を求める
【問2】h1＝400kJ/kg、h2＝440kJ/kg、h3＝250kJ/kgで、膨張弁を理想的な等エンタルピー変化とします。冷凍効果q0はいくらですか。
(1) 40kJ/kg
(2) 150kJ/kg
(3) 190kJ/kg
(4) 250kJ/kg
(5) 650kJ/kg
第3問：COPを求める
【問3】第2問と同じ条件で、冷凍COPはいくらですか。
(1) 0.27
(2) 1.27
(3) 3.75
(4) 4.75
(5) 6.00
第4問：冷媒循環量を逆算する
【問4】冷凍能力Φ0が30kW、冷媒1kgあたりの冷凍効果q0が150kJ/kgのとき、冷媒循環量qmはいくらですか。
(1) 0.05kg/s
(2) 0.20kg/s
(3) 4.5kg/s
(4) 20kg/s
(5) 180kg/s
第5問：能力・動力・熱収支をまとめて確認
【問5】h1＝405kJ/kg、h2＝450kJ/kg、h3＝h4＝255kJ/kg、冷媒循環量qm＝0.08kg/sです。冷凍能力Φ0、圧縮機動力P、凝縮負荷Φkの正しい組合せはどれですか。
(1) 3.6kW ― 12.0kW ― 15.6kW
(2) 12.0kW ― 3.6kW ― 8.4kW
(3) 12.0kW ― 3.6kW ― 15.6kW
(4) 15.6kW ― 3.6kW ― 12.0kW
(5) 150.0kW ― 45.0kW ― 195.0kW
採点結果と誤答別の復習先
| 正解数 | 理解度 | 次の行動 |
|---|---|---|
| 5問 | 計算の基礎は定着 | 第2回へ進む |
| 3〜4問 | 式選びを再確認 | 誤答だけ解き直す |
| 0〜2問 | 4点の対応から復習 | 本記事の計算例へ戻る |
- 問1を誤答：「p-h線図の読み方」で4工程の向きを図から確認する
- 問2・問3を誤答：冷凍効果はh1－h4、比仕事はh2－h1と機器名を添えて覚える
- 問4を誤答：kWをkJ/sへ読み替え、単位がkg/sになるよう式を組む
- 問5を誤答：Φk＝Φ0＋Pで、3つの答えを必ず検算する
次の練習と学習ルート
まとめ
p-h線図の計算では、4点を機器の入口・出口に結び付け、最初にkJ/kgの比エンタルピー差を求めます。能力や動力が必要ならkg/sの冷媒循環量を掛け、kWへ変換します。
冷凍COPは冷凍効果÷圧縮機仕事です。最後に「凝縮負荷＝冷凍能力＋圧縮機動力」が成立するか確認すれば、引き算の場所や掛け忘れを見つけやすくなります。
最終更新日：2026年7月29日
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