内容としては、令和3年10月から平成28年10月の6年分の過去問公表問題解説とそれ以前の公表問題に関しては、初めて見るような問題をまとめました。
さらに補足として、ビルメン田中のオリジナル問題も作成しました。
二級ボイラー技士の勉強は1問ずつ集中して、学習した方が圧倒的に効率がいいです。
なのでボイラーの構造公表問題1問目は、大抵熱及び蒸気に関する出題がされてます。
なので熱及び蒸気に関する問題だけを、まとめました。
R3年10月公表問題
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→✖これは、熱伝導の解説です。
順次、熱が伝わる現象という言葉があったら熱伝導と表してます。
ちなみに熱伝導の大きさを熱伝導率といいます。
熱伝導率が良いと、熱が伝わる速度が速くなります。
例えば金属など温めたら、すぐに温まります。
なので金属は熱伝導率が大きいと表現されます。
逆に、レンガ、保温材、水、すす、スケールなどは熱伝導率が小さいです。
なので試験で、水は熱伝導率が大きいなど出た場合は、間違いなので気をつけてください。
ちなみに熱伝達とは、固体壁との間で熱が移動する現象のことを言います。
なので、 固体壁との間で熱が移動する現象という言葉が出たら、熱伝達と覚えてください。
→〇空間を隔てて伝わる熱の移動を放射伝熱という言葉が出た場合は 、放射伝熱の言葉なので、覚えましょう。
→〇教本にそのまま記載されてます。
R3年４月公表問題
→（A）4.2（B）比熱
これは比熱に関する問題です。
比熱とは質量1 kgの物体の温度を1K（１℃）だけ高めるために必要な熱量のことを言います。
水に関して言えば、 水の温度一度高めるために必要な比熱は、4.187 KJ/(Kg・k)で約4.2KJ/(Kg・k)となります。
ちなみに、比熱の小さい物体は、比熱の大きい物体より、同じ熱量を加えた時の温度の上がり方が大きいです。
なので、問題で比熱の大きい物体は比熱の小さい物体より、同じ熱量を加えたときの温度の上がり方が大きいなど、出題されたらこれは引っ掛けなので、気を付けてください。
さらに比熱に関して覚えるべき言葉があと二つあります。
それは、 定圧比熱（ｃｐ）と定容比熱（ｃｖ）です。
これは何かって言うと、気体の比熱のことを表してます。
気体の比熱は液体と固体で異なるということです。
ちなみに、圧力一定で温度を、1K（１℃）だけ高める事を定圧比熱（ｃｐ）
体積一定で温度を、1K（１℃）だけ高める事を定容比熱（cv）と言います。
この比熱に関する問題に関しては、エネルギー管理士の熱分野の勉強でも出てきますので、将来的にエネルギー管理士を狙う人は特に覚えるべき言葉です。
R2年10月公表問題
→（ A ）熱伝導（ B ）熱貫流
R3年10月公表問題の公表問題と似てますね。
これも言葉の意味をちゃんと覚えましょう。
熱伝導は物体の内部で温度の高い部分から低い部分へ、順次熱が伝わる現象
熱貫流は高温流体から固体壁を通して低温流体へ熱が移動する現象
R2年4月公表問題①
→〇教本にそのまま記載されてます。
→✖正しくは、 T ＝ ｔ ＋ 273.15なので逆です。
こういった問題がたくさん出ますので、引っかからないように注意してください。ちなみに温度計の種類としては、ガラス製温度計、熱電対温度計、電気抵抗温度計、光又は放射温度計などがあります。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
しかしこの問題も、トラップ的な問題とも言えます。何がトラップ的な問題かと言うと、この問題は「圧力計に表れる圧力をゲージ圧力といい 」となっておりますが、これがゲージ圧力ではなく、絶対圧力という言葉が書かれている時があります。
そうなると、それは誤りなので、引っかからないようにしましょう。
→〇教本にそのまま記載されてます。
これも先ほどの、ゲージ圧力と同様に、この問題では「絶対圧力で示される」と記載されてますが、これが「ゲージ圧力で示される」という問題があったら、これは誤りなので、やはり引っかからないようにしましょう。
R2年４月公表問題②
→〇教本にそのまま記載されてます。
（2）液体又は気体が固体壁に接触して、固体壁との間で熱が移動する現象を熱伝達という。
→〇教本にそのまま記載されてます。
固体壁との間で熱が移動する現象という言葉に注目しましょう。
→〇教本にそのまま記載されてます。
物体の内部で温度の高い部分から低い部分へ順次熱が伝わる現象という言葉に注目しましょう。
→〇教本にそのまま記載されてます。空間を隔ててという言葉に注目しましょう。
→✖ 熱貫流は、熱伝導と熱伝達が総合されたもので、放射伝熱は関係ありません。
元年１０月公表問題
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→✖正しくは、高圧になるほど蒸気と水との密度差が小さくなりです。
試験の問題では、 大きい小さいとか、高い低いとか、引っ掛けてきますので気をつけてください。
→〇その通りです。
H31年4月公表問題
→〇教本にそのまま記載されてます。
0℃の水が100℃に沸騰するまでは、水の温度は当然上がっていきますが、100℃に沸騰してから蒸発するまでは水の温度は上がりません。
このことを理解するためには、潜熱と顕熱という言葉を理解してないと、ピンと来ません。
顕熱というのは、物体の温度上昇に費やされる熱です。
例えば先ほど言ってた0℃の水が100℃に沸騰するまでの温度上昇を顕熱といます。
顕熱って顕れる熱って書きますよね。0度の水が、100℃に沸騰するのは目に見えて分かります。
顕れる熱なので顕熱ですね。
逆に潜熱っていうのは、 物体の状態変化に使われる熱です。
状態変化とは、例えば水から蒸気に変わるのは、 液体から気体に状態が変わってますよね。
このようなことを状態変化というます。
この状態変化に使われる熱を潜熱といます。
今回の問題は、物体の状態変化の時に温度は一定かを聞かれてるので、これは〇です。
→〇教本にそのまま記載されてます。
ちなみに、一般のボイラーに発生する蒸気には、ほんのわずかな水分が含まれてます。
このほんのわずかな水分が含まれている蒸気を、湿り蒸気と言います。
逆に水分を全く含まない蒸気を乾き飽和蒸気と言います。
なので、乾き飽和蒸気は、水分を全く含まないので乾き度が1になります。
2級ボイラー技士教本では、低圧ボイラー出口での蒸気は、乾き度0.95～0.98程度の湿り蒸気であるのが普通ある。
と書いてあります。なので試験に出てきてもいいように、0.95～0.98という数値は覚えておいた方がいいです。
→〇教本にそのまま記載されてます。これはそのまま覚えましょう。
→✖飽和蒸気の比体積は、圧力が高くなるほど小さくなります。
ちなみに温度と圧力は比例するので、圧力が高いということは温度が高いということです。
飽和蒸気から過熱蒸気になるので、比体積は小さくなります。
この大きい小さいというのは、気をつけましょう。
ちなみに2級ボイラー技士教本の、蒸気表というのを見れば、具体的な事が書いてありますが、
温度と圧力が上がれば、飽和水及び飽和蒸気の比エンタルピー＝飽和水の比体積大きくなりますが、逆に飽和蒸気の比体積＝蒸発熱の比エンタルピーは小さくなります。
この関係性を頭に入れておきましょう。
→〇教本にそのまま記載されてます。これはそのまま覚えましょう。
H３０年１０月公表問題
［ A ］4.2 ［ B ］比熱これは、R3年４月公表問題と同じですね。
H30年4月公表問題
［ A ］顕熱 ［ B ］蒸発熱
飽和水というのは、液体の状態なので、状態変化してないということは、目に見えるので顕熱となります。
飽和蒸気の比エンタルピーは、蒸気なので状態は変わってます。なので顕熱に蒸発熱（潜熱）を加えます。
H２９年１０月公表問題
→〇教本にそのまま記載されてます。
→✖ 熱伝導の解説です。
順次、 熱が伝わる現象という言葉があったら、熱伝導と表してます。
ちなみに熱伝導の大きさを熱伝導率といいます。 熱伝導率が良いと、熱が伝わる速度が速くなります。
例えば金属など、けど温めたら、 すぐに温まります。
なので熱伝導率が大きいと表現されます。
逆に、レンガ、保温材、水、すす、スケールなどは熱伝導率が小さいです。
なので試験で、水は熱伝導率が大きいとか出た場合は、 間違いなので気をつけてください。
ちなみに熱伝達とは、固体壁との間で熱が移動する現象のことを言います。
なので、 固体壁との間で熱が移動する現象という言葉が出たら、熱伝達と覚えてください。
→〇 空間を隔てて伝わる熱の移動を放射伝熱という言葉が出た場合は 、放射伝熱の言葉なので、覚えましょう。
→〇 教本にそのまま記載されてます。
→〇 教本にそのまま記載されてます。
ちなみにR2年４月公表問題では、「輻射熱も含まれる」ということを聞いてきてます。これは✖なので気をつけてください。
H29年4月公表問題
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→〇教本にそのまま記載されてます。
→✖ 正しくは、高圧になるほど蒸気と水との密度差が小さくなるです。
試験の問題では、 大きい小さいとか、高い低いとか、引っ掛けてきますので気をつけてください。
→〇その通りです。令和元年10月同じですね。
H28年10月公表問題
［ A ］4.2 ［ B ］比熱
R3年４月、H30年１０月公表問題と同じですね。
その他公表問題
→〇 圧力と温度は比例します。
→✖飽和蒸気の比エンタルピは、飽和水1kgの全熱量です。
→〇 飽和蒸気の比体積は圧力と温度に反比例します。ちなみに飽和水の比体積は圧力と温度に比例します。
→〇その通りです。
→✖必要ないです。
→✖ 飽和水の蒸発熱は、圧力が高くなるほど小さくなり、臨界圧力に達すると0になる。
（A）熱貫流（B） 熱伝達（C） 熱伝導
→✖ 飽和蒸気の比体積だけ小さくなります。
→〇 その通りです。
→✖ 小さくなります。
→〇その通りです。
→〇 その通りです。
→〇 その通りです。
ビルメン田中オリジナル問題
→〇その通りです。
→✖ 正しくは、圧力計に現れる圧力をゲージ圧力といい、 その値に大気圧を加えたものを絶対圧力というが正解。この問題は反対の説明をしてます。
→✖ 圧力一定と書かれてるので、 定圧比熱Cpのことです。
→✖ 体積一定と書かれてるので定容比熱（定積比熱）Cvのことです。
→✖ これは顕熱と潜熱が逆です。正しくは、物体の温度上昇に費やされる熱を顕熱といい、物体の状態変化に費やされる熱を、潜熱という。
いかがでしたでしょうか。
以上がボイラーの構造問題一のまとめです。