mitukamii2
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単位の換算
2012-04-28 Sat 08:00
基礎6  Aレベル
問題
 力(N:ニュートン)、圧力(Pa:パスカル),仕事・熱量(J:ジュール)の関係を求める問題です。
SI単位の力(N:ニュートン)、圧力(Pa:パスカル),熱量(J:ジュール)の単位は、以下で正しいか。
 
N:kgf    Pa: kgfm-2    J: kgfm

①正しい
②誤り











基礎6
解答解説
正解は①、正しい
質量の単位はkg、地球での重量の単位は質量に加速度を乗じて、kgms-2(kgf)となります。ここまで解説したところで本題に入ります。覚え方は、
①N(ニュートン)をベースに、Pa(パスカル)は圧力だからNを面積m2で割る。
②J(ジュール)は熱・仕事だからNを何メートル運んだかですからNにmを掛ける、と覚えます。
③Nはkgfだから、PaはPa=N/m2=kgfm-2、JはN・m=kgfmとなります。
この問題は、難しかったかもしれません。基礎理論の付録を参照してださい。


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低温装置用材料
2012-04-27 Fri 08:00
基礎63   Bレベル
問題
低温装置用材料に関する説明で、誤っているものはどれか。

① 金属は一般に、温度の低下とともに靱性が低下して、ある温度以下では、急に脆くなる。これを低温脆性という。
②低温脆性は、オーステナイト鋼のような金属に起き、フェライト鋼などには認められない。
③-101℃までは、炭素鋼や低合金鋼が用いられる。
④-101℃以下では、9%ニッケル鋼やオーステナイト系ステンレス鋼等が用いられる。












基礎63
解答解説
正解は、②です。

②低温脆性は、フェライト鋼のような金属に起き、オーステナイト鋼などには認められない。


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炭素鋼
2012-04-26 Thu 08:00
基礎58   Cレベル
問題
炭素鋼に関する記述で誤っているものはどれか。

①炭素鋼は、鉄に合金元素として炭素だけを含む鋼であり、少量の不純物も含む。
②炭素鋼は、炭素が増加すると引っ張り強さは減少し、伸びは増加する。
③不純物として、リンは硬さや引っ張り強さを増し、伸びを減らすが、延性・脆性の遷移温度を高める。
④不純物として、硫黄は、結晶粒界を弱くさせ、熱間加工中に割れが生じやすく、機械的強度を減少させる。












基礎58
解答解説
正解は、②です。

炭素鋼は、炭素が増加すると引っ張り強さは増加し、伸びは減少する。

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構造物の基準強さ
2012-04-25 Wed 08:00
基礎57   Aレベル
問題
構造物の基準強さは材料によって異なる。次の材料の説明で、正しいものはどれか。

①延性材料が常温で静荷重を受ける時は、破壊強さ
②脆性材料が常温で静荷重を受ける時は、クリープ限度または、クリープ破壊応力
③高温において静荷重を受ける時は、降伏点または、耐力
④繰返し応力を受ける時は、疲れ限度











基礎57
解答解説
正解は、④です。

①延性材料が常温で静荷重を受ける時は、降伏点または、耐力
②脆性材料が常温で静荷重を受ける時は、破壊強さ
③高温において静荷重を受ける時は、クリープ限度または、クリープ破壊応力
④繰返し応力を受ける時は、疲れ限度

です。

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平板壁の伝熱
2012-04-24 Tue 08:00
基礎52   Aレベル
問題
 伝熱に関する説明で誤っているものはどれか。

①平板壁が幾枚かの異なる物質の壁が密着してできている場合、単位時間に伝わる熱量は、
  
  Q= ΔT / Σ(Li/Ai・λi)
で表される。

②高温流体から固体へ定常的に熱が流れている場合、乱流域では、固体壁面に近づくにしたがって、わずかに温度が下がり、堺膜内では、急激に温度が下がる。

③二重管の向流熱交換器では、平均温度差は、入口、出口の対数温度差となる。

④実在の固体表面からの全輻射は、同温度の黒体表面からの全輻射より大きく、完全黒体の全輻射に係数がかかり、この係数は、輻射能、または黒度という。





















基礎52
解答解説
正解は、④です。

実在の固体表面からの全輻射は、同温度の黒体表面からの全輻射より小さく、完全黒体の全輻射に係数がかかり、この係数は、輻射能、または黒度という。



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総括伝熱率
2012-04-23 Mon 08:00
基礎51  Aレベル
問題
 隔壁の伝熱面の厚さ5cm、その熱伝導率λ=50W/m2・℃で、ガスの熱伝導率300W/m2・℃,水の熱伝導率6,000W/m2・℃のとき、総括熱伝導率は次のうち最も近いものはどれか。

①120 W/m2・℃
②220
③320
④420


















基礎51
解答解説
正解は、②です。
 
単位面積当たりの総括熱伝導係数Uは、
   =     + L  +  
U       h1    λ     h2

ただし、h1、h2:ガス、水などの熱伝達率、λ:隔壁の熱伝達率、
L:隔壁の厚さ

h1=300 h2=6,000  λ=50 L=0.1m 
で、 U=222 W/m2・℃ 

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2012-04-22 Sun 23:27
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日曜ゼミナール PV線図
2012-04-22 Sun 08:00
基礎18説明図






基礎18
解答解説
正解は、①です。
 PV=RT を頭に入れて、変数間の関係を整理しましょう。
a→b 等圧変化は、Pが一定で、Vが増加すれば、Tも増加します。
b→c 等積変化は、Vが一定で、Pが減少すると、Tも減少します。
c→a 等温変化は、Tが一定で、Pが増加すると、Vは減少します。


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水槽からの噴出速度
2012-04-20 Fri 08:00
基礎46  Aレベル
問題
 水位が4mに常に保たれている水槽がある。水槽の底に孔をあけると孔からの水の噴出速度はどれくらいか。ただし、頭損失などは無視する。
①5 m/s
②7
③9
④12













基礎46
解答解説
正解は、③です。

ベルヌーイの定理のうち、摩擦などは問題文から無視でき、圧力ヘッドも両辺で同じで無視すると、ベルヌーイの定理の式は、位置ヘッドと速度ヘッドのバランスとなる。
Z(位置ヘッド)=U2/2g(速度ヘッド)
変形して
U= √(2g×Z)
 Z=4 m   g=9.8 m/s2  を代入すると
U= √(2×9.8×4)
= 8.9  ≒ 9 m/s
となる。

なお、孔からの流量を求めよという問題ならば、この流速に断面積を乗じると解答できる。

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管内の流動
2012-04-19 Thu 08:00
基礎45  Bレベル
問題
 管内の流動に関する説明で、誤っているものはどれか。

①ベルヌーイの法則で、実際には機械エネルギーの一部は熱となり損失するため、式に、熱損失とポンプまたは送風機のヘッドが加わる。
②流速と頭損失の関係は、ある流速で圧損失は急速に減少する。
③配管が急激に拡大する場合、頭損失があるにもかかわらず、出口が入口より圧力が高くなる。
④管の継手、弁などによる頭損失は、直管の圧力損失に係数をかけたものと相当延長に換算するものの2つの表現方法がある。











基礎45
解答解説
正解は、②です。
流速と頭損失の関係は、ある流速で圧損失は急速に増加する。

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管内流動
2012-04-18 Wed 08:00
基礎40  Bレベル
問題
 管内流動に関する説明で、誤っているものはどれか。

1 管を用いて動力で輸送する場合、動力費と設備費の差が最小となるような経済流速が存在する。
2 層流では、流体の分子が互いに平衡に流れ、管壁に接する部分は流速ゼロ、管壁から遠ざかるにつれて流速を増 し、中心部で最大流速となる。
3 流体の各粒子がすべて流れの方向にのみ働く流れを層流といい、流体粒子が流れの方向以外の方向を持つれを乱流という。
4 層流から乱流に変わるときの流速は臨界速度という













基礎40
解答解説
 正解は、1 です。
管の内径は流量と流速により決定するが、流量一定の場合でも、流速が大であると、管の内径は小さくても済むが、圧損失が増し、逆の場合には設備費が増大する。したがって、動力費と設備費の和が最小となるような経済流速が存在する。




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爆発と爆ごう
2012-04-17 Tue 08:00
基礎39  Bレベル
問題
 爆発に関する説明で誤っているものはどれか。

① 光や音や衝撃的圧力を伴い、瞬間的に完了する化学変化を爆発反応という。
②爆発反応の伝播速度が、加速して音波の速度より大きくなり、衝撃的圧力が発生するが、これを爆ごうという。
③爆ごう範囲は、爆発範囲の内側にある。
④常に衝撃波を伴い、この衝撃波は音波と違って、波長の短い単一圧縮波で前進性がある。これを爆発現象という。















基礎39
解答解説
 正解は、④です。

常に衝撃波を伴い、この衝撃波は音波と違って、波長の短い単一圧縮波で前進性がある。これを「爆ごう現象」といいます。


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プロパンの燃焼
2012-04-16 Mon 08:00
基礎34  Bレベル
問題
 プロパンを空気比1.5で完全燃焼させたとき、必要な空気量で最も近いものはどれか。

① 34 m3
② 36
③ 38
④ 40













基礎34
解答解説
 正解は、②です。

プロパンの燃焼反応は
 C3H6 + 5O2  → 3CO2 + 4H2O
   1      5       3      4

理論空気量は
  5×1/0.21 = 23.8 m3 (O2 5m3 N2 18.8m3)

必要空気量は
  23.8 × 1.5 = 35.7 m3
            =  36 m3

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日曜ゼミナール PV線図の変化
2012-04-15 Sun 08:00
基礎17  Aレベル
問題
PVm=一定(ただし、CP/CV=γ)のように、系の変化には種々のプロセスがある。P-V線図の変化について正しいものはどれか。

① m=1は、定容プロセスである
② m=nは、ポリトローブ変化である(1<n<γ)
③ m=γは、定容プロセスである
④ m=∞ は等温プロセスである

基礎17説明図




基礎17
解答解説
正解は②です。
m=1は、PV=一定で等温プロセス
m=nはポリトローブ変化(1<n<γ)
m=γは、PVγ=一定で断熱プロセス
m=∞は、V=一定で定容プロセス となります。


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メタンの燃焼
2012-04-13 Fri 08:00
基礎33  Aレベル(甲レベル)
問題
 メタンを空気比1.3で燃焼させると、乾き燃焼ガス中の二酸化炭素濃度はいくつになるか。

① 7.5%
② 8.2%
③ 8.8%
④ 10.2%











基礎33
解答解説
 正解は、③です。

 メタンの燃焼反応は、
 CH4 + 2O2 → CO2  +  2H20

過剰酸素は、2×(1.3-1)  過剰窒素は、2×(1.3×79/21)

CO2濃度=                 1             = 1  
          1+2×(1.3-1)+2×(1.3×79/21)   11.38

=  8.8 (%)




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化学平衡
2012-04-12 Thu 08:00
基礎28  Aレベル(甲レベル)
問題
 化学平衡に関する説明で誤っているものはどれか。

①平衡移動は、温度を上げると熱の吸収が起こる方向に平衡は移動し、圧力を高くすれば体積の減少する方向に平衡は移動する。また濃度を大きくすると、その物質の濃度が小さくなる方向へ平衡は移動する。
②反応速度は、温度一定の場合、反応物質の濃度の関数として表され、
-dc/dt=k[A]a[B]b である。kは速度定数と呼ばれ温度一定なら固有の定数で、a,b・・は反応物質の分子数を示す値で、反応次数と呼ばれる。
③一次反応は、反応速度は反応物質の濃度に比例する。
④触媒は、正反応の速度も逆反応の速度も同じ割合だけ増加させるが、反応の前後で平衡の位置は変化する。











基礎28
解答解説
 正解は、④です。
触媒は、正反応の速度も逆反応の速度も同じ割合だけ増加させ、平衡の位置に影響を及ぼしません。



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二次反応
2012-04-11 Wed 08:00
基礎27  Aレベル(甲レベル)
問題
 反応次数n=2 二次反応に関する式で,初濃度a=bの場合、10%反応で1,000秒かかったとすると、50%反応では、何秒となるか。

① 5,000秒
② 7,000秒
③ 8,000秒
④ 9,000秒











基礎27 
解答解説 
 正解は、④です。
二次反応で a=b のときは、 k=   x の式が使えます。
                      t a(a-x)
10%反応では、
k=  1  ×  0.1a
   1,000 a(a-0.1a)

 50%反応では、
k=  1  ×  0.5a     
   t   a(a-0.5a)

の2式から t を解くと、

t= 9×1,000 = 9,000 秒となります。

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熱力学の第二法則
2012-04-10 Tue 08:00
基礎22  Aレベル(甲レベル)
問題
熱力学の第二法則に関する説明で誤っているものはどれか。

①一つの系がある状態から他の状態へ変化したとき、いかなる方法によっても外界に何らかの効果を残さずには元の状態に戻すことができないとき、これを不可逆過程という。
②二つの等温過程と二つの断熱過程からなるサイクルをカルノーサイクルという。
③系が熱Q1をもらい、サイクルを通して仕事Wを行った場合、熱効率は、 η=W/Q1 で表される。
④系が平衡状態に近づくにしたがってそのエントロピーは減少し、それが平衡状態に達するとエントロピーは最少となる。











基礎22
解答解説
 正解は、④です。
④系が平衡状態に近づくにしたがってそのエントロピーは増加し、それが平衡状態に達するとエントロピーは最大となります。

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熱力学の法則
2012-04-09 Mon 08:00
基礎21  Bレベル
問題
熱力学の基礎をなす法則について正しいものはどれか。

a 第一法則とは、物体に外部から加わった仕事と熱量のとの和は、内部エネルギーの増加に等しいという法則。熱 と仕事は等価で、熱を含めてエネルギーは保存される。
b 第二法則とは、熱は高温から低温に移動し、その逆は起こらないという法則。
c 第三法則とは、絶対零度ではどんな物質のエントロピーも零になるという法則。

1 a
2 b
3 c
4 いずれも正しい









基礎21
解答解説
正解は、4です。
(出典)デジタル大辞典 を一部改変しました。


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日曜ゼミナール ボイルシャルルの法則
2012-04-08 Sun 08:00
基礎5  Bレベル
問題
ボイルシャルル法則でx軸□内の変数と曲線の組み合わせて正しいものはどれか。

①変数V 曲線b
②変数T 曲線a
③変数R 曲線c
④変数T 曲線c
基礎5説明図








基礎5
解答解説
正解は④です。
圧力Pと体積Vは反比例、圧力Pと温度Tは正比例、圧力Pとガス定数RはR=一定 の関係です。


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熱力学
2012-04-06 Fri 08:00
基礎14  Bレベル(甲・乙種共通レベル)
問題
熱力学に関する説明で、正しいものはどれか。

①ケルビン温度Tと摂氏の関係tは、t=T+273.15である。

②物体の温度を1℃高めるのに必要な熱量を、比熱という。

③比熱を質量で割ったものを、熱容量という。

④力と力の作用した距離との積を仕事という。
















基礎14
解答解説

正解は、④です。

①は、ケルビン温度Tと摂氏の関係tは、T=t+273.15です。

②は、熱容量の説明です。

③は、熱容量を質量で割ったものを比熱という。


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分子運動
2012-04-05 Thu 08:00
基礎9  Bレベル(甲・乙種共通レベル)
問題
分子運動に関する記述で誤っているものはどれか。

①体積が一定で、分子の速度が大きくなると、圧力は大きくなる。

②気体を熱するとその熱エネルギーは気体分子の速度の増加に使われ、分子運動が活発になる。

③He,Ar等の単原子気体は、並進運動だけを行う。

④N2,H2などの多原子気体は振動運動と回転運動を行い、温度を1℃上げるのに必要なモル当たりの熱量は小さくなる。











基礎9
解答解説

正解は④です。

多原子気体は、単原子気体に比べ、振動運動や回転運動を行うため、温度を1℃上げるのに必要なモル当たりの熱量は大きくなります。

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標準状態
2012-04-04 Wed 08:29
基礎8  Cレベル(乙種レベル)

問題   
モルに関する説明で誤っているものはどれか。

①標準大気圧とは、101.325Kpaである。

②標準状態とは、0K、標準大気圧の状態になることをいう。

③標準状態で、22.4lの体積を持つ気体は、1モルの気体分子を含む。

④1モル中の気体分子は、6×1023個を含む。











基礎8
解答解説

正解は、②です。

標準状態とは、0℃、標準大気圧の状態になることをいいます。


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物質の三態その2
2012-04-03 Tue 08:00
基礎2  Cレベル(乙種レベル)
問題
物質の三態に関する内容で正しいものはどれか。

①固体から液体への変化は融解と呼ばれ、エネルギーは放出される。

②液体から気体への変化は気化と呼ばれ、エネルギーは放出される。

③気体から液体への変化は液化と呼ばれ、エネルギーは放出される。

④液体から固体への変化は凝固と呼ばれ、エネルギーは吸収される。











基礎2
解答解説
正しいものは③です。
気体、液体、固体のエネルギー放出、吸収の関係は、完全に理解しましょう。

夏に庭に水をまくと(打ち水)涼しくなります。これは液体から気体へ変化するとき、エネルギーを吸収しています。

ここを覚えてください。

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物質の三態その1
2012-04-02 Mon 08:00
 今年の模擬問題第一号です。この問題はメールマガジンでも配信しています。

基礎1  Bレベル(甲・乙共通レベル)
問題
物質の三態に関する内容で誤っているものはどれか。

① 気体の運動速度は、分子の質量が小さいほど、温度が高いほど大きい。気体は、分子相互の間隔が大きく空いているため、圧縮でき、気体を冷却すると運動エネルギーが減少する。

② 気体が液体に変わる時、体積は著しく小さくなり、分子間引力が強く働き、自由な運動ができない。しかし、分子配置を変える余裕は残されている。

③ 固体は分子が一定の規則にしたがってきちんと配列している結果、気体や液体に比べ変形しにくい。そこで静止しているのではなく、その場所で振動している。

④ ガラスは一見固体のように見えるが、分子の配列が無秩序で、構造上は気体と同一である。これらの物資は、非晶質と呼ばれ、物質の三態とは区別される。
















基礎1
解答解説

誤りは④です。非晶質は、分子の配列は無秩序で構造上は液体と同じである。プラスチックのような高分子化合物も分子が長大で、分子は配列に規則性がない。

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