1級管工事施工管理技士 過去問
令和6年度（2024年）
問6 (問題A 1 問6)

正

問題文の通りです。

高温熱源と低温熱源の温度をそれぞれT₁，T₂ とすると、熱効率ηは次式で表されます。

η＝(T₁－T₂)／T₁

したがって、高温熱源と低温熱源の温度差(T₁－T₂)が大きいほど、効率が高くなります。

誤

等温膨張では、外部から熱量を受け取り、等温圧縮では、外部へ熱量を放出します。

高温熱源から受けた熱量Q₁の一部は、低温熱源に熱量Q₂として破棄されます。

受けた熱量Q₁は、仕事Wに変換されます。

カルノーサイクルの効率ηは、次の式で表されます。

η＝W／Q₁＝(Q₁－Q₂)／Q₁

正

問題文の通りです。

気体を断熱的に膨張させると、気体は外部に仕事をすることから、熱力学第1法則から、内部エネルギーが減少するため、気体の温度が低下します。

断熱圧縮では、これの逆となります。

正

問題文の通りです。

熱機関は熱エネルギーを動力に変換するエンジンになりますが、カルノーサイクル、ガソリン機関、ディーゼル機関、蒸気機関などがあります。

カルノーサイクルは、理想的な可逆変化だけから組み立てられたサイクルで、その効率は熱機関の中で最高効率で、実際の熱機関は、カルノーサイクルの効率を超えることができません。

その通りです。

カルノーサイクルでの熱効率は理想気体の場合、

η＝1－T2／T1と表されます。

(T1：高温熱源　T2：低温熱源)

そのため、T1とT2の差が大きいほど、効率が上がることとなります。

誤りです。

等温膨張は、熱量を外部より受け取り、

等温圧縮では、熱量を外部に放出する変化を表します。

そのため、この問題分は逆の説明となっているので誤りとなります。

その通りです。

断熱膨張では、高熱源を離し、断続的に膨張させる変化となります。

そのため、熱の出入りが無く、気体の内部エネルギー(温度)が失われます。

また、断熱圧縮では、低熱源から離し、断続的に圧縮することとなります。

そのため、外部からの仕事を受け取ることとなり、気体の内部エネルギー(温度)が上がります。

その通りです。

カルノーサイクルは可逆的な機関であるため、最大効率とされています。

これは、カルノーサイクルを回した後に、逆に回すと元に戻り、何度でも初めに戻り、と繰り返すことができるからです。

◯

文章の通りです。

カルノーサイクルの効率は

η＝１−TL/TH
(TL→低温 TH→高温)

温度差が大きいほど効率も上がります。

☓

等温膨張で外部から熱を受け取り、

等温圧縮では外部に熱を放出します。

よって設問の説明は逆になっている為、誤りです。

◯

文章の通りです。

断熱膨張→気体の温度低下

断熱圧縮→気体の温度上昇 をします。

◯

文章の通りです。

カルノーサイクルが最も効率の高い熱機関です。