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。」
  • 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/kgK 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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