C22  体積と圧力



努力目標

  理解する




技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。

問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。

  技術士第一次試験の問題       技術士第一次試験の正答(答え)  



問題番号が赤字のものは、ボーナス問題

H21年 1-3-1   H20年 Ⅰ-3-4   H19年 Ⅰ-3-5




理想気体の断熱変化



努力目標

  覚える




H21年 1-3-1

H21年度問題 

正答: ②

この問題は、答えを知っているかどうかが問われている。知らないならばパスする問題。

(解答)

    TV(κ-1)=一定

κは定圧比熱Cと提要比熱Cの比(C/C)で、C-C=R(Rは気体定数)の関係がある。教科書によっては、このκをγと表記している。


(参考サイト)

 気体の断熱変化

 この式の導出過程が示されている。



体積と圧力



H20年 Ⅰ-3-4

H20年度問題 

正答: ③ 

中学校の理科レベルの問題となっています。正真正銘のボーナス問題です。

(解答)

ビンの中にあった常圧(1気圧)、100ccの空気は、操作の後に200cc(ビンの体積100cc+注射器の体積100cc)となった。従って、操作後の圧力は0.5気圧であり、ビンの中には最初の量の半分の量(質量)の空気が残っている。



H19年 Ⅰ-3-5

H19年度問題 

正答: ① 

言葉の意味を知れば解ける問題です。

(ア) 移動するものをと問われていますから、「平衡位置からのずれ」です。「位置のエネルギーの増大」は移動するとはいいません。
(イ) y(上方を正とする)と定義されていますから、マイナス記号が付いていれば「引き戻される」です。
(ウ) 周期と書かれていますから「単振動」です。

(解答)

長い文章ですが、問題自体は難しくありません。

(ア) ΔV=yA で、ΔVは体積変化、Aが断面積ですから y は距離となります。従って、「平衡位置からのずれ」
(イ) 変位 y を上方を正の方向と定めている。F=-ky(k=γPA/Vで正)であるから「引き戻される」
(ウ) (イ)で示したF=-kyはフックの式ですから「単振動」




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