E04 エネルギー資源 この問題の努力目標 覚える 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 問題番号が赤字のものは、ボーナス問題 H26年 Ⅰ-5-3 H26年 Ⅰ-5-4 H24年 Ⅰ-5-2 H16年 Ⅰ-5-1 H16年 Ⅰ-5-2 同じ問題 H26年 Ⅰ-5-4 と H16年 Ⅰ-5-2 H24年 Ⅰ-5-2 と H16年 Ⅰ-5-1 H26年 Ⅰ-5-3 正答: ⑤ (解答) 買取対象の再生可能エネルギー源には、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスの5種類が含まれる。 「もし仮に、太陽光発電だけで日本の電力をまかなうとすると」といった議論がよくなされます。「狭い日本」といいますが、どのくらいの広さが必要になるのでしょうか。 『エネルギー白書』を参考にすると、2009年度に日本で使われたすべての電力量は、計算しておよそ「9331億キロワット時」となります。 この9331億キロワット時というエネルギーの量を補うためには、9331億キロワット時を発電する面積分の太陽電池が必要となります。 1ヘクタールの面積で、1年間におよそ「67万3000キロワット時」の電力をつくれることになります。日本で消費するすべての電力量をまかなうために必要な面積は「138万6478ヘクタール」ということになります。(※ 118km四方の面積です) 地球上の植物はどれだけ光合成を行っているか? 純一次生産力に関するメタ分析 。陸上全体の純一次生産力として年間564億トン(炭素)という値が得られました。 第1節 人類の歩みとエネルギー(資源エネルギー庁) 1.人類の歴史とエネルギー 【第111-1-1】 世界のエネルギー消費量と人口の推移 H24年 Ⅰ-5-2 正答: ➃ (解答) 石油、石炭、天然ガス、乾燥木材の発熱量は、石油をガソリン、石炭を無煙炭、天然ガスをメタンに読み変え、それぞれの1kg当たりの高発熱量を比較する。データは発熱量(Wikipedia)より、MJ/kg単位で順番に47.0、 27.0、 54.0、 15.0である。従って、単位重量当たりの発熱量は天然ガス>石油>石炭>乾燥木材と推測される。なお、高発熱量とは、燃焼ガスに含まれる水分が凝縮して液状の水となるときに放出される凝縮熱が加味された発熱量であり、水が水蒸気のままで存在する低発熱量よりも大きな値となる。 (参考) C+O2 → CO2+394kJ/mol 38kJ/g-炭素 H2+0.5O2 → H2O+286kJ/mol 142kJ/g-水素 炭素と水素の燃焼熱を比較すると、単位重量当たりの、発熱量は水素が圧倒的に大きい。分子内に水素を多く持つ(水素含有率が高い)物質を燃焼させた時に、その単位重量当たり大きな発熱が期待できる。 天然ガス(主成分はCH4)、石油(炭化水素としてCmHn、n/m<4)、石炭(炭素としてC)、木材(セルロースとしてし示性式C6(H2O)5、炭水化物骨格(グルコースで示されるC6H12O6、C6(H2O)6)が脱水縮合したもの、と考える。分子内に水素含有量が高いものの単位重量当たりの発熱量が高いので、発熱量は大きい順に、天然ガス、石油、石炭、木材であると予想される。 燃焼熱(Wikipedia)より抜粋
※ 示性式とは、有機化合物の特性を示すため,その分子式のうち特定の官能基を明示した化学式。たとえば,エチルアルコールは C2H5OH と表わされる。分子の性質をさらによく示すには構造式があり,示性式は分子式と構造式の中間的性格をもっている。(コトバンク) 問題一覧表へ戻る |