2級管工事施工管理技士 過去問
令和3年度(2021年)後期
問2 (ユニットA 問2)
問題文
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問題
2級管工事施工管理技士試験 令和3年度(2021年)後期 問2(ユニットA 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
- 大気圧において、1kgの水の温度を1℃上昇させるために必要な熱量は、約4.2kJである。
- 0℃の水が氷になると、その容積は約10%増加する。
- 硬水は、カルシウム塩、マグネシウム塩を多く含む水である。
- 大気圧において、空気の水に対する溶解度は、温度の上昇とともに増加する。
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この過去問の解説 (3件)
01
水の性質を問う問題です。
正しいです。水の比熱(水の温度を1度上げるのに必要な熱量)は1kgあたり4.2kJです。
正しいです。容積が約10%増加する理由は、水の分子がすき間を作りながら結合するためです。
正しいです。「マグネシウムイオン、カルシウムイオンを多く含む水」として出題される可能性もあるので注意が必要です。
誤りです。空気の水に対する溶解度は、温度の上昇とともに低下します。高温の場所ではにおいが強く残る性質と同じです。
水の性質についてはこの他、水素イオン濃度(pH)も頻出です。pH=7を中性として、7より高いとアルカリ性、低いと酸性です。
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02
水に関する問題です。
正
問題文の内容通りです。
大気圧(1気圧)の元で、1kgの水を1℃上昇させるために必要な熱量が、比熱で温度によって異なります。
水の熱量は、小数点2桁目を四捨五入すれば、4.2 kJ です。
水の比熱は、50℃までは温度の上昇とともに減少し、50℃以上では増加します。
例として、0℃:4.2174、40℃:4.1783、100℃:4.2158 です。
正
問題文の内容通りです。
水の密度は温度の上昇とともに減少しますが、最大密度は1気圧の元で約4℃で、4℃以下では容積が増加し、0℃の氷になると、容積は液体の約10%増加します。
参考:4℃の比体積 [L/kg]:1.00000、0℃の比体積:1.00016
正
問題文の内容通りです。
水の硬度は、水 1L当たりのカルシウムやマグネシウムのイオン含有量で、これに対応して炭酸カルシウム(CaCO3)の量に換算し、試料1Lについて [mg] で表したものです。
硬水とは硬度の違いで、100㎎/L以上が硬水になります。
誤
大気圧において、空気の水に対する溶解度は、温度の上昇とともに減少する。
溶解度は、水に溶解する気体の体積と水の体積との比です。
気体の溶解度は、温度の上昇とともに、減少します。
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03
水の性質(比熱、凍結時の体積変化、硬水の定義、気体の溶解度)に関する基礎知識を確認する問題です。用語の意味と温度変化による性質の違いを整理して覚えることが重要です。
正しい記述です。1kgの水を1℃上げるのに約4.2kJが必要とされています。
正しい記述です。水は凍ると密度が小さくなり、体積が増えます。増加量はおよそ9%であり、「約10%」という表現は実務上妥当な近似です。
正しい記述です。硬水とは、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを多く含む水のことで、石けんの泡立ちが悪くなるなどの特徴があります。
気体(空気など)の水への溶解度は、一般に温度が上昇すると減少します。水温が高いほど気体は溶けにくくなり、逆に低温ほどよく溶けます。誤った記述です。本設問で「適当でないもの」はこの選択肢です。
水は比熱が大きく、凍結時に体積が増加するなど、他の物質と異なる性質を持つ重要な物質です。また、硬水の定義や気体の溶解度の温度依存性など、基礎的な性質を正しく理解することで、配管設計や水処理など実務にも応用しやすくなります。
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