技術士の過去問
令和5年度(2023年)
基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問4

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問題

技術士 第一次試験 令和5年度(2023年) 基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問4 (訂正依頼・報告はこちら)

天然ガスは、日本まで輸送する際に容積を小さくするため、液化天然ガス(LNG,Liquefied Natural Gas)の形で運ばれている。0[°C]、1気圧の天然ガスを液化すると体積は何分の1になるか、次のうち最も近い値はどれか。
なお、天然ガスは全てメタン(CH4)で構成される理想気体とし、LNGの密度は温度によらず425[kg/m3]で一定とする。
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この過去問の解説 (2件)

01

天然ガス取扱いの基本に関する問題で、液化すると600分の1になることを知っていれば、簡単に解けます。

計算では、1気圧のメタンは22.4Lとなるので、これをメタン分子量16をLNG密度425で割った値と比較します(計算値は、600)。従って、気化すると600倍となります(液化の場合は、600分の1)。

選択肢2. 1/600

本選択肢が正解です。

まとめ

エネルギーとして天然ガスは日本では重要なので、今後も出題される可能性があります。

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02

気体を液体にしたときの体積を計算しましょう。

理想気体であることを考えると0℃1気圧1molの気体の体積は22.4Lになります。

 

メタンの分子量は約16(炭素12,水素1×4)ですので、22.4L/mol(=16g)から計算して、

22.4/16*1000(g⇒kg換算)*0.001(L⇒m3換算)=1.4m3/kg (気体のキログラム当たりの体積)

 

わかりやすくするために単位をそろえておいて 1/1.4 = 0.714 kg/m3

 

 0.714 kg/m3(気体のとき)/425 kg/m3 (液体のとき)=1/ 595倍 です。

選択肢2. 1/600

以上から本選択肢が正解です。

まとめ

単位換算ができるかを問われています。苦手意識を持たないよう練習しておいてください。

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