こんにちは。
あーるです。
今回は「乙種高圧ガス製造保安責任者の検定試験【学識】」についてよく出題される項目について書いて行きます。
講習が終わってから学習をしても十分間に合います。
講習前から少し予習をしておけば、講習内容も頭に入りやすくなると思います。
出題項目を簡単にまとめています。
詳しい内容はテキスト等を参照しながら理解を深めることをオススメします。
今回は結構長い記事になっていますので、目次より各項目を参照してもらえればと思います。
目次
検定試験【学識】について
問題数は１５問出題されて、６割正解で合格となります。
問題の出題傾向としては以下に記載してあるように見受けられます。
※年度によって若干の前後はあります。
問１ 単位
問２〜５ 気体の性質、熱力学
問６ 爆発、燃焼
問７〜９ 流体、伝熱、分離
問１０〜１３ 材料力学
問１４ 制御システム
問１５ ポンプ、圧縮機
問１ 単位
こちらは、問1で頻出の項目です。
SI基本単位、SI組立単位、SI接頭語、SI単位と併用される単位について出題されます。
SI基本単位
SI基本単位は７つありますが、赤字のものは高圧ガス関係の計算でもよく使われます。
数自体は少ないので全て覚えておきましょう。
| 量 | 単位名称 | 記号 |
|---|---|---|
| 時間 | 秒 | s |
| 長さ | メートル | m |
| 質量 | キログラム | kg |
| 熱力学温度 | ケルビン | K |
| 物質量 | モル | mol |
| 電流 | アンペア | A |
| 光度 | カンデラ | cd |
SI組立単位
SI組立単位とは、SI基本単位を組合せて作る単位です。
よく出題される形式としては、変換の問題が出題されます。
例：「圧力のSI単位はPaであるが、SI基本単位のみで表すとm-1・kg・s-2である」は正しいか？。
この辺りは変換できるようにしておいた方がいいと思います。
よく出るのは下の項目でしょうか。
| 量 | 単位名称 | 記号 | 他のSI単位による 表し方 | SI基本単位による 表し方 |
|---|---|---|---|---|
| 加速度 | メートル毎秒毎秒 | m/s2 | ||
| 力 | ニュートン | N | m・kg・s-2 | |
| 圧力・応力 | パスカル | Pa | N/m2 | m-1・kg・s-2 |
| エネルギー・仕事・熱量 | ジュール | J | N・m | m2・kg・s-2 |
| 仕事率・工率・動力 | ワット | W | J/s | m2・kg・s-3 |
SI単位と併用される単位
こちらはSI単位ではないがSIと併用が認められている単位も出題されます
よく出るのは、下の項目でしょうか。
| 量 | 単位名称 | 記号 |
|---|---|---|
| 時間 | 分 | min |
| 〃 | 時 | h |
| 〃 | 日 | d |
| 体積 | リットル | L |
| 質量 | トン | t |
SI接頭語
SI接頭語は計算問題でよく使われますので、主要なものは覚えておきましょう。
| 乗数 | 接頭語 | 記号 |
|---|---|---|
| 109 | ギガ | G |
| 106 | メガ | M |
| 103 | キロ | k |
| 10-2 | センチ | c |
| 10-3 | ミリ | m |
| 10-6 | マイクロ | μ |
| 10-9 | ナノ | n |
問２〜５ 気体の一般的な性質
こちらは問2〜問５で頻出です。
計算と語句の意味などが問われます。
ボイルの法則
「一定温度では、一定量の気体の体積は圧力に反比例する」性質のことです。
公式は
$${pV}=一定$$
シャルルの法則
「一定圧力のもとでは、一定量の気体の体積は熱力学温度に比例する」性質のことです。
$$\frac{p}{t}=一定$$
ボイル・シャルルの法則
上で説明した、ボイルの法則とシャルルの法則を組合わせた法則です。
「一定量の気体の体積は、圧力に反比例し、熱力学温度に比例する」
$$\frac{pV}{T}=一定$$
状態方程式
$$pV={nRT}$$
物質量
$$n=\frac{m}{M}$$
熱容量・比熱容量・モル熱容量
この辺は似たような単語でややこしい部分です。
熱容量 ：物質の温度を1K上昇させるのに必要な熱量
比熱 ：物質1gを1K温度上昇させるのに必要な熱量
モル熱容量：物質1molあたりに1K温度上昇させるのに必要な熱量
$$Q={CΔT}$$
$$Q={mcΔT}$$
$$Q={nCmΔT}$$
定圧比熱容量・定圧モル熱容量・定容比熱容量・定容モル熱容量
温度を上げるのに必要な熱量は、一定圧力のもと加熱と、一定容積のもとで加熱する場合で異なります。
ですので、それぞれ区別をして
定圧比熱容量cp
定圧モル熱容量Cm,p
定容比熱容量cv
定容モル熱容量Cm,v
と区別しています。
また、定圧と定容の比γを比熱容量の比と言います。
$$γ=\frac{cp}{cv}=\frac{Cm,p}{Cm,v}$$
理想気体については、モル熱容量と気体定数Rにはマイヤーの関係があります。
$${Cm,p}-{Cm,v}=R$$
混合気体
実在気体の性質
気体と液体の平衡と性質
気体の熱力学
熱力学第一法則
加えた熱量は内部エネルギーと外部仕事の和として保存されます。
このことを熱力学第一法則（エネルギー保存の法則）といいます。
$$Q={ΔU}+{W}$$
エンタルピー
内部エネルギーと外部仕事の総量です。
$$H={U}+{pV}$$
エントロピー
$$ΔS=\frac{ΔQ}{T}$$
気体の状態変化
燃焼・爆発
問６で頻出の項目です。
燃焼・爆発の定義や火炎の種類などをしっかりと覚えましょう。
時々計算問題も出題されます。
燃焼と爆発
燃焼：物質が酸素あるいは空気などと反応して熱と光を発する現象です。
発光して目に見える部分は炎または火炎と呼びます。
熱は発しているが炎を伴わないものは、無炎燃焼と呼びます。
爆発：圧力が急激に発生若しくは解放されることにより、大きな音とともにガスが
激しく膨張する現象です。
物理的（容器破裂等）と化学的（激しい燃焼反応）に分けられます。
爆ごう：火炎が超音速で空間を伝播し、衝撃波を伴う化学的な爆発です。
爆燃：火炎の伝播速度が音速以下の通常の爆発を爆ごうと区別して呼ばれます。
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