1.
水槽の水面が常に深さ5mに保たれている。水槽の底面に小穴をあけたとき、小穴から噴出する水の流速(m/s)として、最も近い値はどれか。ただし、gを重力加速度10m/s^2、Zを深さ(m)としたとき、小穴から噴出する水の流速u=√(2gZ) (m/s)である。
- ⑴0.1
- ⑵1
- ⑶5
- ⑷10
- ⑸100
正解！
不正解！
⑷10
水の流速u=√(2gZ) (m/s)より
u=√(2×10×5)
u=10 m/s
2.
円管内を流体が流量15.5m^3/sで流れている。平均流速が5m/sのとき、円管の内径(m)として、最も近い値はどれか。
- ⑴0.1
- ⑵0.4
- ⑶0.6
- ⑷1
- ⑸2
正解！
不正解！
⑸2
Q=(D/2)^2×π×Vより
Q：流量、D：管径、π：円周率、V：流速
15.5=D^2/4×3.14×5
D^2=15.5×4/(3.14×5)
D^2=3.95
D≒2
3.
水面が一定に保たれている貯水槽の水面からの深さが4.9mの位置に面積0.01m^2の小穴をあけた場合、流出する水量(m^3/s)として最も近い値はどれか。ただし、小穴での流速v=√(2•g•z) (m/s)、重力加速度g =9.8(m/s^2）とし、zは深さ(m)である。
- ⑴0.01
- ⑵0.05
- ⑶0.1
- ⑷0.5
- ⑸1
正解！
不正解！
⑶0.1
流出する水量a(m^3/s)=0.01 (m^2)×√(2•g•z) (m/s)
a=0.01 (m^2)×√(2×9.8×4.9) (m/s)
a=0.098 (m^3/s)
a≒0.1
4.
LPガスを燃焼させた熱で、10°Cの水150kgを40°Cまで温めたい。必要なLPガスの質量(kg)として、最も近い値はどれか。ただし、LPガスの発熱量を50000kJ/kg、水の比熱を4.2kJ/(kg•°C)とし、燃焼で得られた熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。
- ⑴0.24
- ⑵0.38
- ⑶0.50
- ⑷0.71
- ⑸0.87
正解！
不正解！
⑵0.38
(40-10)×150×4.2/50000
=0.378
5.
底面積0.5m^2の円筒容器に質量100kgの水が入っている。円筒容器の底面が受けるゲージ圧力(Pa)として最も近い値はどれか。ただし、重力加速度は9.8m/s^2とする。
- ⑴100
- ⑵200
- ⑶500
- ⑷1000
- ⑸2000
正解！
不正解！
⑸2000
100 (kg)×9.8 (m/s^2)
=980 (kg•m/s^2)
980 (kg•m/s^2)/0.5 (m^2)
=1960 (kg/m•s^2)
Pa=kg/m•s^2なので
=1960 (Pa)
6.
水温が10°Cで、質量200kgの水が入っている浴槽に消費量1.0kg/hのLPガス用ふろがまが取付けられている。水温を40°Cに上げるために必要な時間(分)として最も近い値はどれか。ただし、このふろがまの熱効率は60%、LPガスの発熱量は50000kJ/kg、水の比熱を4.2kJ/(kg•℃)とし、浴槽等からの放熱は考えないものとする。
- ⑴20
- ⑵30
- ⑶40
- ⑷50
- ⑸60
正解！
不正解！
⑷50
4.2 {kJ/(kg•℃)}×200 (kg)×{40-10(℃)}
=25200 (KJ)
1.0 (kg/h)×t (h)×50000 (kJ/kg)×0.6=25200 (KJ)
t (h)=0.84
0.84×60 (分)
=50.4 (分)