専門科目 機械部門 熱工学
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- 正解済みまだ正解していませんQ1
理想気体を、温度27℃の状態から体積比V1/V2＝6まで可逆断熱的に圧縮する。比熱比は1.4とし、絶対温度は℃の値に273を足して求めるものとする。必要であれば 6^0.286＝1.669、6^0.4＝2.048、6^1.4＝12.29 を用いてよい。圧縮の終わりの気体の温度に最も近い値はどれか。
正解: 2. 341℃
解説: 終わりの温度は約341℃です。可逆断熱変化はエントロピーが一定の変化で（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.1 Isentropic Process）、理想気体では…
関連キーワード: 可逆断熱変化・等エントロピー変化・比熱比・体積比・理想気体
- 正解済みまだ正解していませんQ2
逆カルノーサイクルで働く冷凍機がある。高温側（放熱側）の温度は35℃、冷凍能力（低温側から奪う熱量）は3.0 kW、所要動力は0.50 kWである。絶対温度は℃の値に273を足して求めるものとする。低温側の温度に最も近い値はどれか。
正解: 2. −9℃
解説: 低温側の温度は約−9℃です。カルノーサイクルでは受熱量QHと放熱量QLの差が仕事で、効率はη＝(QH−QL)/QH＝(TH−TL)/THです（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Fl…
関連キーワード: 逆カルノーサイクル・冷凍機・成績係数・熱力学の第二法則・絶対温度
- 正解済みまだ正解していませんQ3
理論オットーサイクル（断熱圧縮→等積加熱→断熱膨張→等積放熱）で、作動ガスを比熱一定の理想気体とする。圧縮比は8、比熱比は1.4で、作動ガス1 kgあたりの加熱量は920 kJである。必要であれば 8^0.4＝2.30、8^1.4＝18.4 を用いてよい。作動ガス1 kgあたりの放熱量に最も近い値はどれか。
正解: 5. 400 kJ
解説: 放熱量は約400 kJです。オットーサイクルの燃焼と排気前の放熱は容積一定で起こります（NASA Glenn Research Center: Ideal Otto Cycle）。加熱と放熱はどちらも等積なので、定積比熱cvを用いてq_in＝cv(T3−T2)、q_out＝cv(…
関連キーワード: オットーサイクル・等積変化・断熱変化・圧縮比・放熱量
- 正解済みまだ正解していませんQ4
ディーゼル機関と、理論ディーゼルサイクル（断熱圧縮→等圧加熱→断熱膨張→等積放熱）に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。ただし、圧縮比は圧縮の始めと終わりの容積の比、締切比は等圧加熱の終わりと始めの容積の比とする。
正解: 4. 圧縮比と比熱比が同じとき、締切比を1に近づけるほど熱効率は理論オットーサイクルに近づく。
解説: 「締切比を1に近づけるほど熱効率は理論オットーサイクルに近づく」が適切です。締切比σは、等圧で加熱する間に容積が何倍になるかを表します。理論ディーゼルサイクルの熱効率は、圧縮比ε、比熱比κを用いて η＝1−(1/ε^(κ−1))×(σ^κ−1)/{κ(σ−1)} と表せます（等圧…
関連キーワード: ディーゼルサイクル・ディーゼル機関・締切比・圧縮比・すき間容積
- 正解済みまだ正解していませんQ5
水を作動流体とするランキンサイクルの理論熱効率に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。ただし、記述に挙げた条件以外は変えないものとする。
正解: 3. 復水器の圧力を下げると、凝縮する飽和温度が下がって放熱の温度が低くなり、熱効率が上がる。
解説: 「復水器の圧力を下げると…熱効率が上がる」が適切です。純物質では飽和圧力が高いほど飽和温度が高く（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.1 Saturation）、可…
関連キーワード: ランキンサイクル・復水器・再熱サイクル・給水ポンプ・飽和温度
- 正解済みまだ正解していませんQ6
理論ブレイトンサイクル（断熱圧縮→等圧加熱→断熱膨張→等圧放熱）で作動するガスタービンがある。作動ガスは比熱一定の理想気体で、比熱比は1.4、圧力比（最高圧力と最低圧力の比）は9である。必要であれば 9^0.286＝1.873、9^0.4＝2.408、9^0.714＝4.804 を用いてよい。理論熱効率に最も近い値はどれか。
正解: 5. 46.6%
解説: 理論熱効率は約46.6%です。燃焼器では圧力一定のまま加熱し、圧縮機とタービンでは理想的に等エントロピー変化をします（NASA Glenn Research Center: Brayton Cycle）。等圧の加熱量と放熱量はcp(T3−T2)とcp(T4−T1)です。断熱過程で…
関連キーワード: ブレイトンサイクル・ガスタービン・圧力比・等エントロピー変化・理論熱効率
- 正解済みまだ正解していませんQ7
厚さ120 mm、熱伝導率0.80 W/(m·K)の平板の壁の一方の側を80℃の流体が、他方の側を26℃の流体が流れている。高温側の熱伝達率は50 W/(m²·K)、低温側の熱伝達率は10 W/(m²·K)で、定常状態とする。壁を通過する単位面積あたりの熱流束に最も近い値はどれか。
正解: 1. 200 W/m²
解説: 熱流束は約200 W/m²です。熱伝導は温度差を熱抵抗Δx/kで割った形に書け（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.2 Equivalent Resistance …
関連キーワード: 熱通過・熱通過率・熱抵抗・熱伝達率・熱伝導率
- 正解済みまだ正解していませんQ8
放射率0.70の灰色体の面が327℃に保たれ、壁の温度が27℃の十分に大きな空間に置かれている。面は周囲に比べて十分小さく、周囲の壁は黒体とみなせるものとする。ステファン・ボルツマン定数を5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴)とし、絶対温度は℃の値に273を足して求める。面から周囲への正味の放射熱流束に最も近い値はどれか。
正解: 4. 4.82 kW/m²
解説: 正味の放射熱流束は約4.82 kW/m²です。黒体が放つ熱はσAT⁴、灰色体（黒体より少なく放射する実在の面）は放射率εを掛けたεσAT⁴で、正味の流れは絶対温度の4乗の差で決まります（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat …
関連キーワード: 放射・ステファン・ボルツマンの法則・放射率・灰色体・黒体
- 正解済みまだ正解していませんQ9
エントロピーと熱力学の第二法則に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
正解: 5. 周囲から断熱された系の中で不可逆な変化が起こると、系のエントロピーは増加する。
解説: 「周囲から断熱された系の中で…増加する」が適切です。不可逆な過程では系と周囲のエントロピーの和が増え（NASA Glenn Research Center: Second Law of Thermodynamics）、断熱された系では周囲との熱の出入りが無く周囲のエントロピーはΔ…
関連キーワード: エントロピー・熱力学の第二法則・不可逆変化・絞り膨張・クラウジウスの原理
- 正解済みまだ正解していませんQ10
断熱されたノズルを水蒸気が定常に流れている。入口の比エンタルピーは3050 kJ/kg、流速は200 m/s、出口の比エンタルピーは2900 kJ/kgである。外部との仕事のやりとりは無く、位置エネルギーの変化は無視できるものとする。出口の流速に最も近い値はどれか。
正解: 4. 583 m/s
解説: 出口の流速は約583 m/sです。流れのある系の第一法則は、比エンタルピーhと比運動エネルギーv²/2の和（全比エンタルピー）の変化が、熱qから軸仕事wshを引いたものに等しくなります（NASA Glenn Research Center: Conservation of Ene…
関連キーワード: 熱力学の第一法則・定常流れ・ノズル・比エンタルピー・運動エネルギー
- 正解済みまだ正解していませんQ11
伝熱の形態（熱伝導・対流・放射）に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
正解: 3. 同じ流体で比べると、対流熱伝達率は一般に、層流の方が乱流よりも小さい値をとる。
解説: 「対流熱伝達率は一般に層流の方が乱流よりも小さい」が適切です。DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.2 Convection によれば、対流熱伝達率（流体と面の間の熱…
関連キーワード: 熱伝導・対流熱伝達率・自然対流・熱放射・放射率
- 正解済みまだ正解していませんQ12
向流形の熱交換器で、高温流体を150℃から65℃まで冷やし、低温流体を35℃から75℃まで温める。交換熱量は130 kW、熱通過率は0.55 kW/(m²·K)で一定とする。ln 2.5＝0.916とする。必要な伝熱面積に最も近い値はどれか。
正解: 1. 4.81 m²
解説: 必要な伝熱面積は約4.81 m²です。交換熱量はQ＝UAΔTlm（Uは熱通過率）で、ΔTlmは両端の温度差の大きい方ΔT2と小さい方ΔT1から求める対数平均温度差(ΔT2−ΔT1)/ln(ΔT2/ΔT1)です（DOE Fundamentals Handbook Thermodyn…
関連キーワード: 熱交換器・対数平均温度差・向流・熱通過率・伝熱面積
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回答後に解説を読み、分からなかった用語や手順をテキストで確かめてから解き直す使い方ができます。関連する用語や条件は、基礎科目 1群 設計・計画・基礎科目 2群 情報・論理・基礎科目 3群 解析などのカテゴリでも確認できます。模擬試験はPremiumの機能です。問題数・科目構成・制限時間は模試の開始画面で確認してください。
専門科目 機械部門 熱工学の出題傾向 — 収録全12問の分析
ぴよパスに収録している技術士 第一次試験「専門科目 機械部門 熱工学」のオリジナル練習問題 全12問を集計した、実データに基づく傾向まとめです
頻出テーマ (出題数の多い順)
- 等エントロピー変化2問
- 熱力学の第二法則2問
- 圧縮比2問
- 熱通過率2問
- 放射率2問
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専門科目 機械部門 流体工学12 問学習に使える参考書 2 冊 PR
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専門科目 機械部門 熱工学 — よくある質問
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- テキストで学んだ範囲や、確認したい用語の問題から取り組めます。迷う場合は一覧の先頭から数問解き、解説を読んでも分からない箇所をテキストで確認してください。問題番号は一覧内の順番です。ぴよパスでは技術士 第一次試験の問題を15カテゴリ（専門科目 機械部門 熱工学 / 基礎科目 1群 設計・計画・基礎科目 2群 情報・論理・基礎科目 3群 解析・基礎科目 4群 材料・化学・バイオ）に分けているので、関連する内容は別のカテゴリでも確認できます。
- 専門科目 機械部門 熱工学の問題数は、通常演習と模試でどう違いますか？
- 専門科目 機械部門 熱工学は、ぴよパスで技術士 第一次試験の問題を分けている15カテゴリの一つです。ぴよパスに収録している専門科目 機械部門 熱工学の問題数は12問 / 全258問で、収録全体の約5%にあたります。ぴよパスの模擬試験の基本設定では、専門科目 機械部門 熱工学を全30問中0問（約0%）出題します。これは模試の配分であり、本試験の出題比率を示すものではありません。
- 専門科目 機械部門 熱工学で合格ラインを割らないためのコツはありますか？
- 技術士 第一次試験の合格基準は「基礎科目（15点満点）・適性科目（15点満点）・専門科目（50点満点）の各々の得点が50%以上（基礎・適性は1問1点で8点以上、専門は1問2点で26点以上）」です。科目別の条件は「3科目のそれぞれで50%以上の得点が必要です（1科目でも50%未満なら不合格。免除される科目を除く）」です。サイト内のカテゴリ分けと本試験の科目区分は一致しない場合があります。専門科目 機械部門 熱工学の正答率だけで合否を判断せず、間違えた問題の内容と、本試験で適用される基準を確認してください。