建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第52回(令和4年度(2022年))
問64 (空気環境の調整 問64)
問題文
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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52回(令和4年度(2022年)) 問64(空気環境の調整 問64) (訂正依頼・報告はこちら)
- 乾球温度 8.8[°C] ――― 比エンタルピー18[kJ/kg(DA)]
- 乾球温度13.2[°C] ――― 比エンタルピー25[kJ/kg(DA)]
- 乾球温度 8.8[°C] ――― 比エンタルピー21[kJ/kg(DA)]
- 乾球温度18.3[°C] ――― 比エンタルピー21[kJ/kg(DA)]
- 乾球温度13.2[°C] ――― 比エンタルピー18[kJ/kg(DA)]
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この過去問の解説 (2件)
01
乾球温度13.2[°C]―――比エンタルピー25[kJ/kg(DA)]です。
外気:室内空気=2:3で質量基準の混合と考えると、乾球温度も比エンタルピーも重み付き平均で求められます。
計算するとT=13.2°C、h=25kJ/kg(DA)になります。
不適当です。 8.8°Cは0.4×22=8.8の取り違え(外気と室内の重みを逆に解釈)による数値で、正しい平均は13.2°Cです。エンタルピーも25にならないため不一致です。
適当です。 計算は次のとおりです。
温度:T=(2×0+3×22)/5=66/5=13.2°C
エンタルピー:h=(2×4+3×39)/5=(8+117)/5=125/5=25kJ/kg(DA)
不適当です。 温度が誤り(13.2°Cが正)で、エンタルピーも25に達しません。
不適当です。 両方とも重み付き平均の結果(13.2°C、25kJ/kg)と合いません。18.3°Cは平均の取り方が不正確です。
不適当です。 温度は合っていますが、エンタルピーが不足しています。正しくは25kJ/kg(DA)です。
混合空気の性質は、(質量基準の)重み付き平均で求めるのが基本です。
本問は外気0°C・4kJ/kgと室内22°C・39kJ/kgを2:3で混合。
よってT=13.2°C、h=25kJ/kg(DA)が一貫して導けます。
この考え方を押さえると、湿り空気の混合問題を安定して解けます。
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02
正解は、「乾球温度13.2[°C]―比エンタルピー25[kJ/kg(DA)]」です。
この問題は、外気と室内空気を混合したときの「乾球温度」と「比エンタルピー」を求めるものです。
湿り空気の混合では、質量保存・エネルギー保存 の考え方から、
乾球温度も比エンタルピーも「質量比による加重平均」で求めることができます。
今回は、外気:室内空気=2:3の割合で混合すると与えられているので、混合後の比エンタルピー hm は、
hm=2×4+3×39/2+3=25kJ/kg(DA)
となります。同様に乾球温度Tmは、
Tm=2×0+3×22/5=13.2℃
となります。
したがって、混合後の状態は「乾球温度13.2℃、比エンタルピー25kJ/kg(DA)」です。
誤りです。
乾球温度8.8℃、比エンタルピー18kJ/kg(DA)では、
比エンタルピーは、外気4kJ/kg(DA)と,
室内空気39kJ/kg(DA)を2:3で混合した場合の加重平均は、
25kJ/kg(DA)となりますので、18kJ/kg(DA)という値は小さすぎます。
また、乾球温度についても、0℃と22℃を2:3で混合した場合の加重平均は13.2℃となりますので、
8.8℃という値はこれよりも低く、外気側に寄りすぎた値になっています。
正しいです。
外気(0℃、4kJ/kg(DA))と室内空気(22℃、39kJ/kg(DA))を2:3で混合する場合、
混合後の比エンタルピーは、25kJ/kg(DA)となります。
同様に乾球温度は、13.2℃となります。
湿り空気の混合では、圧力が同じであれば、
乾球温度も比エンタルピーも、
質量比による加重平均で求めることができます。
誤りです。
比エンタルピーは、外気4kJ/kg(DA)と室内空気39kJ/kg(DA)を、
2:3で混合した場合の加重平均は25kJ/kg(DA)であり、
21kJ/kg(DA)はそれよりも小さい値です。
混合比2:3を正しく反映していません。
また、乾球温度についても、0℃と22℃の2:3混合では13.2℃ですが、8.8℃です。
これは、1:2の比率で混合した値です。
誤りです。
比エンタルピーについては、混合後の正しい値は25kJ/kg(DA)であるため、21kJ/kg(DA)は明らかに小さいです。乾球温度については、0℃と22℃を2:3で混合した場合の加重平均は13.2℃であり、18.3℃という値は室内空気側に寄りすぎています。これは、外気よりも室内空気の割合がかなり大きい場合に近い値であり、与えられた混合比2:3とは合致しません。混合空気の状態は、必ず2つの状態点を結ぶ直線上で、比率に応じた内分点として決まります。
誤りです。
比エンタルピーは、外気4kJ/kg(DA)と室内空気39kJ/kg(DA)の2:3混合では、
25kJ/kg(DA)ですので、18kJ/kg(DA)という値は小さすぎます。
混合空気の状態は、温度と比エンタルピーの両方が質量比に応じた加重平均になります。
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