技術士の過去問
平成27年度(2015年)
基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問27
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問題
技術士 第一次試験 平成27年度(2015年) 基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問27 (訂正依頼・報告はこちら)
エネルギー消費を伴う次のa~cの行動に伴って排出される1人当たりの二酸化炭素( CO2 )の量について、その大小を正しく示したものはどれか。ただし、ガソリン1リットルの燃焼からのCO2排出量は2.32kgとする。また、電力1kW hの消費に伴って発電所で排出される二酸化炭素( CO2 )は0.47kgとする。
a:燃費10km/リットルのガソリン自動車に3名が乗車して100k m走行したときの1人当たりの排出量
b:平均消費電力8000kW、平均時速200kmの高速鉄道車両1編成に1000人が乗車して、500km走行したときの1人当たりの排出量
c:4人家族の世帯が、消費電力500Wの暖房器具1台を、1日当たり4時間の割合で50日間使用したときの1人当たりの排出量
a:燃費10km/リットルのガソリン自動車に3名が乗車して100k m走行したときの1人当たりの排出量
b:平均消費電力8000kW、平均時速200kmの高速鉄道車両1編成に1000人が乗車して、500km走行したときの1人当たりの排出量
c:4人家族の世帯が、消費電力500Wの暖房器具1台を、1日当たり4時間の割合で50日間使用したときの1人当たりの排出量
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この過去問の解説 (3件)
01
二酸化炭素の排出量に関する問題です。
それぞれの選択肢について、排出量を計算し大小を比較します。
a.
燃費は10km/Lなので、100kmのときのガソリン消費量は、
ガソリン消費 = 100[km] ÷ 10[km/L] = 10[L]
ガソリン1リットルの燃焼からのCO2排出量は2.32kgなので、総CO2排出量は、
10[L] × 2.32[kg/L] = 23.2 [kg]
3名乗車していたので一人あたりの排出量は、
23.2[kg] ÷ 3[人] = 7.7[kg/人]
b.
高速鉄道の走行時間は、
500[km] ÷ 200[km/h] = 2.5[h]
総消費電力は、
8000[kW] × 2.5[h] = 20000 [kW h]
電力1kW hの消費に伴って発電所で排出される二酸化炭素(CO2)は0.47kgなので、CO2総排出量は、
0.47[kg/kW h] × 20000[kW h] = 9400[kg]
1000人乗車しているので、一人あたりは、
9400[kg] ÷ 1000[人] = 9.4[kg/人]
c.
暖房器具の総使用時間は、一日4時間を50日なので、
4[h] × 50[日] = 200[h]
総使用電力は、
500[W] × 200[h] = 100000[W h] = 100[kW h]
電力1kW hの消費に伴って発電所で排出される二酸化炭素(CO2)は0.47kgなので、CO2総排出量は、
0.47[kg/kW h] × 100[kW h] = 47[kg]
4人家族で使用しているため、一人当たりは、
47[kg] ÷ 4[人] = 11.75[kg/人]
以上より、各設問の消費CO2は、a:7.7kg、b:9.4kg、c:11.75kgなので、
大小関係はc>b>aとなるため、5が正解です。
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02
正解は5です。
a,b,cの1人当たりの二酸化炭素排出量を計算すると以下のようになります。
a:燃費10km/リットルで100km走行すると、消費ガソリンは10リットルになります。
ガソリン1リットルの燃焼からの二酸化炭素排出量は2.32kg、自動車には3名乗車しているので、
2.32×10÷3=7.7kg
b:平均時速200kmで500km走行すると2.5時間かかるので、
その時の電力は8000×2.5=20000kWh
電力1kW hの消費に伴って発電所で排出される二酸化炭素は0.47kgであり、
1000人乗車しているので、
0.47×20000÷1000=9.4kg
c:消費電力500Wの暖房器具を4時間使用する時の電力は、
500×4=2000Wh なので、2kWhになります。
電力1kW hの消費に伴って発電所で排出される二酸化炭素は0.47kgであり、
家族4人なので、1日1人当たりの排出量は 0.47×2÷4=0.235
50日間にすると、0.235×50=11.75kg
よって、c > b > a となるので、正解は5となります。
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03
本問は、「環境・エネルギー・技術に関する問題」ではありますが、実際には算数の文章題と考えればそれほど難しくはありません。問題文をよく読んで、丁寧に計算して解いていきましょう。
a. ですが、燃費10km/リットルの自動車で100km走行したのですから、燃焼したガソリンの量は100 / 10 = 10、で10リットルです。
そして、ガソリン1リットルの燃焼により2.32kgのCO2が排出されるので、ガソリン10リットルでは 2.32 x 10 = 23.2kgのCO2が排出されます。
ここで、3名が乗車していたので、1人あたりのCO2排出量は、23.2 / 3 ≒ 7.73、で7.73kgとなります。
b. においては、まず、車両の走行時間から求めていきます。平均時速200kmで500kmを走行したので、500 / 200 = 2.5 より、2.5時間走行したことになります。
続いて、この車両は平均消費電力8000kWですので、8000 x 2.5 = 20000 より、20000kWhの電力を消費したことになります。
車両1編成あたり1000人が乗車していたのですから、1人あたりに換算すると、
20000 / 1000 = 20 で、20kWhの電力を消費したことになります。
これをCO2排出量に換算すると、20 x 0.47 = 9.4、で、9.4kgとなります。
c. では、家族4人で消費電力500Wの暖房器具1台を、1日当たり4時間使用しているので、家族1日あたりの消費電力量は 500 x 4 = 2000、で2000Wh、すなわち2kWhとなります。
これを50日続けると、2 x 50 = 100、で100kWhの消費ということになります。
これを、家族の人数で割ると 100 / 4 = 25、で、1人あたり25kWhの消費になります。
最後に、0.47をかけて、25 x 0.47 = 11.75、から、1人あたりのCO2排出量は11.75kgということになります。
以上から、c > b > a となり、正解選択肢は5.となります。
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