建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第49回(令和元年度(2019年))
問60 (空気環境の調整 問60)

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問題

建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第49回(令和元年度(2019年)) 問60(空気環境の調整 問60) (訂正依頼・報告はこちら)

下の表に示す、空気Aと空気Bを2:1に混合した後の比エンタルピーと絶対湿度の組合せとして、最も適当なものは次のうちどれか。
問題文の画像
  • 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:56  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.012
  • 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:62  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.012
  • 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:56  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.014
  • 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:62  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.014
  • 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:59  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.013

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この過去問の解説 (2件)

01

正解は「比エンタルピー 56 kJ/kg(DA)、絶対湿度 0.012 kg/kg(DA)」です。

 

計算過程

空気Aと空気Bを2:1で混合した場合、それぞれの物理量は以下の計算で求められます。

 

1.混合後の比エンタルピー

h混合=(2✕50+1✕68)/(2+1)=(100+68)/3=56 kJ/kg(DA)

 

2.混合後の絶対湿度

x混合=(2×0.010+1×0.016​)/(2+1)=(0.020+0.016)/3=0.012 kg/kg(DA)

 

空気Aと空気Bを2:1の割合で混ぜると、各成分の寄与に応じて比エンタルピーと絶対湿度が変化します。計算の結果、比エンタルピーは56 kJ/kg(DA)、絶対湿度は0.012 kg/kg(DA)となります。

選択肢1. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:56  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.012

正解です。

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02

2つの異なる状態の空気を混合した際の、混合後の比エンタルピーと絶対湿度を計算する能力を問うています。

混合比率に応じた加重平均(内分点)の考え方を正しく適用できるかがポイントです。

 

計算のステップ

混合比率を確認する
空気Aと空気Bを 2:1 で混合します。

つまり、全体を 3(2 + 1)としたとき、空気Aが 2/3、空気Bが 1/3 の割合になります。

混合後の比エンタルピー = (空気Aの比エンタルピー×2/3) + (空気Bの比エンタルピー×1/3)

混合後の比エンタルピー = (50×2+68×1)/3=(100+68)/3=168/3=56kJ/kg(DA)

 

混合後の絶対湿度 = (空気Aの絶対湿度×2/3)+(空気Bの絶対湿度×1/3)

混合後の絶対湿度 = (0.010×2+0.016×1)/3=(0.020+0.016)/3=0.036/3=0.012kg/kg(DA)

 

 

選択肢1. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:56  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.012

【解説】 正解です。

この記述は正しいです。 

計算結果(比エンタルピー 56、絶対湿度 0.012)と完全に一致します。 

選択肢2. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:62  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.012

【解説】この記述は誤りです。

比エンタルピーの計算で、比率を 1:2(空気Bを多く見積もる)として計算してしまった数値((50 + 68 × 2) / 3 = 62)になっています。

選択肢3. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:56  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.014

【解説】この記述は誤りです。

絶対湿度の計算で、単純な平均値(0.013)や比率のミスがあると考えられます。

選択肢4. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:62  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.014

【解説】 この記述は誤りです。

比エンタルピー、絶対湿度ともに混合比率を逆にして計算した数値です。

選択肢5. 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]:59  絶対湿度[kg/kg(DA)]:0.013

【解説】この記述は誤りです。

これは 2:1 ではなく、1:1 で混合した際の単純な平均値(比エンタルピー 59、絶対湿度 0.013)です。

まとめ

混合後の値 = (状態A×比率A+状態B×比率B)/(比率A+比率B)

今回のケースでは「Aの方が量が多い」ため、計算結果は必ず「Aに近い値」になります。

迷ったときは、単純平均(59 と 0.013)よりもA(50 と 0.010)に寄っている数値を探すのがコツです。


 

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