建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士） 過去問
第53回（令和5年度（2023年））
問58 (空気環境の調整 問58)

抵抗係数はストークス域では一定で、レイノルズ数に依存しません。

不適当です。

電気移動度は移動速度と電界強度の商です。

粒径が小さいほど拡散係数は大きくなります。

沈着速度の定義として正しいです。

ストークスの法則で粒径の二乗に比例します。

適切です。ストークス域とは、粒子の周囲の流れが非常に穏やかで、レイノルズ数が十分小さい状態を指します。この領域では、抵抗係数はレイノルズ数に反比例し、おおよそ「抵抗係数＝24／レイノルズ数」の関係が成り立ちます。この性質はストークスの法則の基礎となるものであり、微小粒子の運動や沈降速度を求める際に広く利用されています。

不適切です。電気移動度は「粒子の移動速度を電界強度で割った値」であり、「移動速度と電界強度の積」ではありません。式で表すと、電気移動度＝移動速度÷電界強度となります。電界が一定であれば、電気移動度が大きい粒子ほど速く移動します。この性質は電気集じん機などで粒子を効率よく捕集する際の重要な指標となっています。

適切です。微小な球形粒子はブラウン運動によって絶えず不規則に動いています。その動きやすさを表すのが拡散係数であり、アインシュタインの式では粒径が小さいほど拡散係数が大きくなることが示されています。つまり、粒径と拡散係数は反比例の関係にあります。このため、極めて小さな粒子ほど空気中を拡散しやすくなります。

適切です。沈着速度は、空気中に浮遊している粒子が壁面や床面などへどの程度の速さで付着するかを表す指標です。単位時間・単位面積当たりの沈着量を、その場所の気中粒子濃度で除して求めます。単位は一般にm/sで表され、粒径や気流、表面の状態などによって変化します。室内環境や大気環境の評価で重要な物理量です。

適切です。ストークス域において球形粒子が重力で沈降するとき、終末沈降速度は粒径の二乗に比例します。粒子が大きくなると重力の影響が急激に強くなるため、小さな粒子よりも速く沈降します。この関係はストークスの法則から導かれ、空気中の粉じんやエアロゾルの沈降挙動を予測する基本的な考え方として広く利用されています。