甲種・乙種　基礎理論　確認テスト

1. 物質の性質に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

2. メタン20kgとエタン15kgの混合ガスの容器内における全圧が200kPaのとき、メタンの分圧(kPa)として、最も近い値はどれか。ただし、この混合ガスは理想気体とする。

3. 温度27°C、体積3m^3、圧力100kPaの理想気体を定圧膨張させて4m^3にした。このとき気体に与えられた熱量(kJ)として、最も近い値はどれか。ただし、気体定数を8.3J/(mol•K)、この気体の定積モル熱容量を20J/(mol•K)とする。

4. 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。

5. 1枚のセルで構成される水素を燃料とした燃料電池を製作し、メタンを水蒸気改質して製造した水素すべてを燃料として発電を行い、電流を192A取り出した。メタンの流量(mol/s)として、最も近い値はどれか。ただし、投入したメタンはすべて水蒸気改質されて水素と二酸化炭素になるものとし、また、ファラデー定数は96000C/mol、水素の電荷数は1mol分子あたり2molとする。

6. 化学反応に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

7. メタンを空気で完全燃焼させたところ、乾き燃焼ガス中の酸素濃度が10vol%であった。このときの空気比として、最も近い値はどれか。ただし、空気中の窒素と酸素の体積比は4:1とする。

8. プロパン44kgを空気比1.4で完全燃焼させたとき、燃焼ガス中の酸素の質量(kg)として、最も近い値はどれか。ただし、空気中の窒素と酸素の体積比は4:1とする。

9. ガスの燃焼方式に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

10. あるオリフィスメーターに窒素を流量100m^3/hで流したとき、差圧が2.8kPaであった。このオリフィスメーターにメタンを流して、差圧が3.2kPaになったときのメタンの流量(m^3/h)として、最も近い値はどれか。ただし、いずれのガスを流したときも、温度、圧力の条件は同じで、オリフィスの流量係数も変わらないものとする。また、いずれのガスも理想気体として取り扱えるものとする。

11. 直円管に空気を流したときのレイノルズ数が2000であった。同じ直円管に水を流したところ、平均流速は空気を流したときの1/4になった。このときのレイノルズ数として、最も近い値はどれか。ただし、空気の動粘度は16mm^2/s、水の動粘度は0.8mm^2/sとする。

12. 伝熱に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

13. 熱交換器において高温流体の入口温度が190°Cで出口温度が45°Cであった。低温流体の入口温度が15°C、低温流体の温度効率が0.4のとき、低温流体の出口温度(°C)として、最も近い値はどれか。

14. 次の気体と、その沸点近くの温度で使用される金属材料の組合せとして、最も不適切なものはどれか。

気体　　　金属材料

⑴　iーブタン　炭素鋼(Siキルド）

⑵　プロパン　炭素鋼(A1 キルド）

⑶　エタン　　3.5%Ni鋼

⑷　メタン　　炭素鋼(リムド）

⑸　水素　　　A1合金

15. 直径16mmの円柱の延性材料の試験片について、常温で引張試験を行った。降伏点での引張力が20000Nであったとき、引張応力(MPa)として、最も近い値はどれか。

1. ボンベから、流量6.72m^3/hで30分間気体を使用すると、質量が2.4kg減少した。ボンベに入っていた気体として、次のうち、最も適切なものはどれか。ただし、気体は理想気体とし、流量は標準状態(温度0°C、圧力101325Pa)における値とする。

2. 温度27°C、圧力240kPaのメタンの体積が415Lであるとき、このメタンの質量(kg)として、最も近い値はどれか。ただし、メタンは理想気体とし、気体定数R=8.3J/(mol•K)とする。

3. 実在気体に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

4. 容器一定の容器に入れた温度20°Cの窒素1.0kmolを、120°Cになるまで加熱した。このとき窒素に加えた熱量(kJ)として、最も近い値はどれか。ただし、加えた熱はすべて窒素の温度上昇に用いられるものとし、窒素の定積比熱容量 Cv=0.75kJ/(kg•K)とする。

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。

6. 化学反応に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

7. 一次反応において、反応物質の濃度が初期濃度の12.5%になるまでに要する時間は、初期濃度の50%になるまでに要する時間の何倍になるか。次のうち、最も近い値はどれか。

8. プロパン1m^3を空気比1.2で完全燃焼させるのに必要な空気量(m^3)として、最も近い値はどれか。ただし、気体は標準状態(温度0°C、圧力101325Pa)とし、空気中の窒素と酸素の体積比は4:1とする。

9. メタンを理論空気比の空気によって完全燃焼させた。このとき発生する温り燃焼ガス中の水蒸気の濃度(vol%)として、最も近い値はどれか。ただし、空気中の窒素と酸素の体積比は4:1とする。

10. 断面積10cm^2の直円管内に流体を平均流速2.1m/s で流したときの質量流量(kg/s)として、最も近い値はどれか。ただし、流体の密度は420kg/m^3とする。

11. 直円管内の完全に発達した流れに関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

12. 平均熱伝導率2W/(m•K)の平板の耐火レンガの高温側の表面温度が1300°C、低温側の表面温度が900°C、熱流束が4kW/m^2であるとき、耐火レンガの厚さ(cm) として、最も近い値はどれか。

13. 熱交機器において、高温流体の入口温度は150°C、出口温度は45°Cであった。また、低温流体の入口温度は30°C、出口温度は120°Cであった。このときの高温流体の温度効率(%)として、最も近い値はどれか。

14. 構造物の許容応力の判定の際には、材料の種類や使用状況に応じて適切な基準強さを選択することが重要である。⑴〜⑸のそれぞれの使用状況における基準強さの組合せとして、最も適切なものはどれか。

(イ) 繰り返し応力を受けるとき

(ロ) 延性材料が常温で静荷重を受けるとき

(ハ) 高温で静荷重を受けるとき

15. クリープに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。