実力確認テスト　基礎理論【甲種・乙種】

問1　気体の圧縮係数に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

⑴　圧縮係数は圧縮比と同じである。

⑵　圧縮係数は換算温度と換算圧力の関数である。

⑶　圧縮係数は、理想気体の法則を修正し、実在気体を取り扱うための補正係数である。

⑷　1molあたりで比較すると、圧縮係数が1より大きい気体の圧力は、同じ温度、同じ体積の理想気体の圧力より大きくなる。

⑸　1molあたりで比較すると、 圧縮係数が1より小さい気体の体積は、同じ温度、同じ圧力の理想気体の体積より小さくなる。

問2　容積20m^3の容器に、温度27℃で、窒素と水素が総量で40kg入っている。 この混合気体において圧力が0.3MPaであるとき、体積基準での水素の割合(%)として、最も近い値はどれか。ただし、気体は理想気体とし、気体定数は8.3J/(m•K)とする。

問3　容積一定の容器に入った空気300kgを、都市ガスの燃焼により温度300Kから900Kに外部から加熱した。このとき、燃焼に使用した都市ガスの体積(m^3)として、最も近い値はどれか。ただし、都市ガスの体積(m^3)として、最も近い値はどれか。ただし、都市ガスは標準状態(0℃、101325Pa)とし、空気の定積比熱容量を0.7kJ/(kg•K)、都市ガスの発熱量を45 MJ/m^3、熱効率を70％とする。

問4　エントロピーに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問5　気体のメ夕ンとプロパンを体積比1:1で混合したガス1molを完全燃焼したときに発生する熱(kJ)として、最も近い値はどれか。ただし、燃焼に関わる物質の標準生成熱(kJ/mol) は以下のとおりとし、(g)は気体状態を、(l)は液体状態を示す。

CH4(g)：-75　　C3H8(g)：-104　　O2(g)：0　　CO2(g)：-394　　H2O(l)：-286

問6　メタン及び水素が完全燃焼する反応(気体状態)の標準反応熱を、それぞれ-801kJ/mol、-242kJ/molとするとき、以下に示す反応の標準反応熱(kJ/mol)として、最も近い値はどれか。ただし、(g)は気体状態を示す。

CH4(g)+2H2O(g)→CO2(g)+4H2(g)

問7　可燃性ガスの爆発に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

⑴　爆発反応は、光や音、あるいは衝撃的圧力を伴う。

⑵　爆発現象は爆燃、爆ごうに分類され、燃焼反応領域の伝播速度が、爆燃は超音速、爆ごうは亜音速である。

⑶　爆発反応は、可燃性ガスと空気が適当な濃度範囲で混合され、かつ外部から何らかの方法でエネルギーが与えられることにより起こりうる。

⑷　爆ごうを起こしうる可燃性ガスの濃度範囲を爆ごう範囲といい、爆発範囲の内側にある。

⑸　爆ごうは衝撃波を伴う現象である。

問8　メ夕ン80vol%、エタン12vol%、プロパン8vol%からなる混合ガスの空気中における燃焼下限界(vol%)として、最も近い値はどれか。ただし、同条件における単体ガスの燃焼下限界は、メ夕ン5vol%、エタン3vol%、プロパン2vol%とする。

問9　メ夕ンと水素の体積比が4:1の混合ガスを空気比1で完全燃焼させたとき、乾き燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度(vol%)として、最も近い値はどれか。

問10　150mmの直円管の中を平均流速2m/sでガスが流れているとき、損失へッドが0.3mであった。この直円管の長さ(m)として、最も近い値はどれか。ただし、管摩擦係数は0.03、重力加速度は10m/s^2とし、直円管内の流れは完全に発達した状態とする。

問11　ピトー管を用いて気体の流速を測定したところ、ピトー管につないだマ丿メー夕ーの液面高さの差は13mmであった。気体の密度は1.04kg/m^3、マ丿メー夕ー内の液体の密度は800kg/m^3であるとき、気体の流速(m/s)として、最も近い値はどれか。ただし、 重力加速度は10m/s^2 とする。

問12　厚さ50mm、熱伝導率1.2W/(m•K)のコンクリート壁に囲まれた部屋がある。この壁と室内空気との問の熱伝達率が10W/(m^2•K)、壁と外気との間の熱伝達率が25W/(m^2•K)であるとき、コンクリー卜壁の熱通過率(W/(m^2•K))として、最も近い値はどれか。

問13　凹凸形にプレスされた伝熱板をガスケットではさんで重ね合わせ、伝熱板の間を交互に2つの流体が流れるようにした構造の熱交換器は、次のうちどれか。

問14　熱硬化性樹脂に関する次の記述について、「　」の中の(イ)〜(ニ)にあてはまる語句の組合せとして最も適切なものはどれか。

熱硬化性樹脂 は、 「イ」あるいは架橋剤によって分子同士が三次元的に結合した樹脂であり、加熱によってさらに三次元化が進み、不溶、不融となる性質を有する。 反応は「ロ」であり、 一般に成形は「ハ」。用途としては、「ニ」等が配管等の内面コーティング、ライニングの材料として多用されている。

問15　材料の特性と力学的性質に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問1　実在気体の臨界現象に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問2　プロパン22kgを27°C、100kPaで完全に気化させた場合の体積(m^3)として、最も近い値はどれか。ただし、プロパンは理想気体とし、気体定数は8.3J/(mol•K)とする。

問3　メタンとプロパンをある体積比で混合したところ、同一温度、同一圧力の空気と密度が等しくなった。メタンとプロパンの体積比として、最も近い値はどれか。ただし、空気は、窒素と酸素が体積比4:1で混合したものとし、物質はいずれも理想気体とする。

問4　カルノーサイクルにおいて、次の温度条件のうち、熱効率が最大になるものはどれか。

問5　気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問6　化学反応と化学平衡に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問7　次の反応の標準反応熱(kJ/mol)として、最も近い値はどれか。

CO2+4H2→CH4+2H2O

ただし、すべての物質は気体状態とし、各成分の標準生成熱(kJ/mol)は次の値とする。

CH4:-75　CO2:-394　H2O:-242　H2:0

問8　水素2m^3を空気6m^3で完全燃焼させた。空気比として最も近い値はどれか。ただし、水素及び空気は標準状態(0°C、101325Pa)とし、空気は窒素と酸素が体積比4:1で混合したものとする。

問9　燃料の発熱量に関する次の記述について、「　」の中の(イ)~(ホ)にあてはまる語旬の組合せとして最も適切なものはどれか。

発熱量の定義には、水蒸気の潜熱を含む場合の発熱量である「イ」と、含まない場合の発熱量である「ロ」の二種類が設けられている。「イ」は、「ハ」、「ロ」は、「ニ」と呼ばれることもある。供給ガスの発熱量は一般に「ホ」で表す。

問10　流体が内径0.1mの直円管内を流れている。平均流速が1m/sのとき、質量流量(kg/s)として最も近い値はどれか。ただし、流体の密度は1000kg/m^3とする。

問11　内径200mmの直円管の一端を円錐状に絞り内径10mmの直円管をつなげ、一定の流量のガスを流している。内径200mmの直円管部分における平均流速が1.0m/sのとき、内径100mmの直円管部分における平均流速(m/s)として、最も近い値はどれか。ただし、管内でガスの密度は一定とする。

問12　平板の熱伝導に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。ただし 、平板内の熱伝導率は一定とし、熱伝導は定常な状態とする。

問13　平均熱伝導率2W/(m•K)、厚さ20cmの耐火レンガにおいて、高温側の表面の温度が800°C、熱流束が6kW/m^2であるとき、低温側の表面の温度(°C)として、最も近い値はどれか。

問14　炭素鋼に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

問15　延性材料からなる円柱状の試験片に対し常温で引張試験を行った。降伏点での引張力が40000N、引張応力が200MPaであったとき、試験片の原断面積(m^2)として、最も近い値はどれか。