二級ボイラー技士の過去問
令和3年4月公表
ボイラーの構造に関する知識 問1
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問題
二級ボイラー技士試験 令和3年4月公表 ボイラーの構造に関する知識 問1 (訂正依頼・報告はこちら)
次の文中の( )内に入れるAの数値及びBの語句の組合せとして、正しいものはどれか。
「標準大気圧の下で、質量1㎏の水の温度を1K(1℃)だけ高めるために必要な熱量は約( A )kJであるから、水の( B )は約( A )kJ/(㎏・K)である。」
「標準大気圧の下で、質量1㎏の水の温度を1K(1℃)だけ高めるために必要な熱量は約( A )kJであるから、水の( B )は約( A )kJ/(㎏・K)である。」
- A:2257 B:潜熱
- A:420 B:比熱
- A:420 B:潜熱
- A:4.2 B:比熱
- A:4.2 B:顕熱
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、4 です。
標準大気圧のもとで1 kg の純水の温度を1℃だけ高めるのに要する熱量は、4.1868kJ(1kcal)です。
比熱とは、重量1 kg の物体を1度だけ高めるのに要する熱量の事をいいます。
よって、水の比熱は、4.2 kJ/kg・K です。(Kは“ケルビン”です。)
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02
正解は「4」です。
熱に関する問題です。
大気圧中で水1kgの温度を1℃上げるのに必要な熱量は 4.187kJ ≒ 4.2kJ となります。
また,比熱とは1kgの水を1℃上げるのに必要な熱量の事を表すので,4.2kJ/(kg/K)となります。
なお,0℃から100℃まで上げる際に必要な熱量は 4.2×100℃で420kJ,そこから,すべて蒸気に変わる際に必要な熱量は2257kJです。
大気圧において水の温度は100℃までしか上昇せず,そのまま熱を加えると蒸気に変化していきます。
この時,温度上昇に費やされるエネルギーを「顕熱」と呼び,水から蒸気に変わる際(状態変化)に費やされるエネルギーを「潜熱」と呼びます。
よって、
「標準大気圧の下で、質量1㎏の水の温度を1K(1℃)だけ高めるために必要な熱量は約(A.4.2)kJであるから、水の(B.比熱)は約(A.4.2)kJ/(㎏・K)である。」
となります。
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03
正解は4です。
標準大気圧の下で1kgの水の温度を1℃だけ高めるのに必要な熱量は、4.2kJ です。
比熱とは、重量1kgあたりの物体の温度を1℃だけ高めるのに必要な熱量の事です。
したがって、水の比熱は 4.2kJ/(kg・K) となります。
また、K(ケルビン)とは絶対温度の単位のことであり、
K = ℃ + 273.15
の関係があります。
1℃温度が上がったということは、1K温度が上がったということと同じ意味ですので、4.2kJ/(kg・℃) と 4.2kJ/(kg・K) は同じ意味です。
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