2026年版・1-2

熱及び蒸気に関する基礎知識の一問一答

2級ボイラー技士試験「ボイラーの構造に関する知識」から、熱及び蒸気に関する基礎知識に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問11-2

顕熱と潜熱に関する説明として、最も適切なものはどれか。

  • ①顕熱は状態変化中に温度変化を伴わず出入りする熱、潜熱は温度変化を伴う熱である。
  • ②顕熱も潜熱も、どちらも状態変化に伴ってのみ出入りする熱量そのものである。
  • ③顕熱は圧力の変化のみに伴って出入りする熱で、潜熱とは無関係である。
  • ④顕熱は温度変化を伴う熱、潜熱は状態変化中に温度変化を伴わず出入りする熱である。
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正解 ④顕熱は温度変化を伴う熱、潜熱は状態変化中に温度変化を伴わず出入りする熱である。
解説
顕熱は物質の温度を変化させるために出入りする熱量であり、潜熱は氷が水に、水が蒸気になるといった状態変化の間、温度を変えずに出入りする熱量である。

他の選択肢が不適切な理由
顕熱と潜熱の定義が入れ替わっており誤りである。どちらも状態変化にのみ伴うわけではなく、顕熱は温度変化に伴って出入りする。顕熱は圧力変化のみに関わるものではなく、温度変化に伴って出入りする熱量である。
問21-2

水の比熱に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①水1kgの温度を1℃上げるのに必要な熱量で、約4.19kJである。
  • ②水1kgを100℃で蒸気に変える熱量で、約2257kJの値である。
  • ③水の質量に関係なく、常に一定の値をとる熱量を表す指標である。
  • ④水の圧力を1気圧上げるのに必要な熱量を表す、別の物理量である。
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正解 ①水1kgの温度を1℃上げるのに必要な熱量で、約4.19kJである。
解説
水の比熱は水1kgの温度を1℃上昇させるのに必要な熱量のことで、およそ4.19kJ(約1kcal)であり、他の多くの物質に比べて大きい値である。

他の選択肢が不適切な理由
100℃の水を100℃の蒸気に変えるのに必要な熱量は蒸発潜熱であり、比熱とは別の量である。比熱は単位質量あたりの値であるが、質量に関係する熱量そのものを表す量ではなく、対象物質によって異なる固有の値である。比熱は圧力変化に対する熱量を表す量ではない。
問31-2

飽和水の温度と圧力の関係として、最も適切なものはどれか。

  • ①圧力が高くなるほど飽和温度は低くなる関係にある。
  • ②圧力が高くなるほど飽和温度は高くなる関係にある。
  • ③飽和温度は圧力に関係なく常に100℃で一定である。
  • ④飽和温度は水の量に左右され、圧力とは無関係である。
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正解 ②圧力が高くなるほど飽和温度は高くなる関係にある。
解説
水が沸騰して蒸気になる飽和温度は圧力によって変わり、圧力が高くなるほど飽和温度も高くなる。これはボイラーの圧力を高めるほど蒸気の温度も高くなることの根拠となっている。

他の選択肢が不適切な理由
圧力が高くなると飽和温度は低くなるという記述は事実と逆である。飽和温度が常に100℃で一定なのは1気圧の場合に限られ、圧力が変わればこの値も変わる。飽和温度は圧力に応じて変化するものであり、水の量とは関係がない。
問41-2

湿り蒸気の乾き度に関する説明として、最も適切なものはどれか。

  • ①湿り蒸気全体の質量に対する、含まれる水分の質量の割合を表す。
  • ②蒸気の圧力に対する温度の比率を表す、別の物理指標である。
  • ③湿り蒸気全体の質量に対する、乾き飽和蒸気の質量の割合を表す。
  • ④過熱蒸気の温度と飽和温度との差を表す、過熱度という指標である。
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正解 ③湿り蒸気全体の質量に対する、乾き飽和蒸気の質量の割合を表す。
解説
乾き度は、水分を含んだ湿り蒸気の全体の質量のうち、水分を含まない乾き飽和蒸気の質量が占める割合を表す量で、乾き飽和蒸気では1、水分を含むほど1より小さくなる。

他の選択肢が不適切な理由
乾き度は水分の割合ではなく乾き飽和蒸気の割合を表す量であり、記述が逆である。乾き度は圧力と温度の比率を表す指標ではない。過熱蒸気の温度と飽和温度との差は過熱度と呼ばれる別の指標である。
問51-2

過熱蒸気に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①飽和蒸気を同じ圧力のまま加熱し、飽和温度より高くした蒸気である。
  • ②飽和水と飽和蒸気が共存し、水分を含んだ状態の蒸気である。
  • ③飽和蒸気の圧力だけを高め、温度は飽和温度のまま保った蒸気である。
  • ④蒸気の一部が凝縮し、乾き度が1未満になった蒸気である。
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正解 ①飽和蒸気を同じ圧力のまま加熱し、飽和温度より高くした蒸気である。
解説
過熱蒸気は、飽和蒸気を過熱器でさらに加熱し、同じ圧力のもとでその圧力に対応する飽和温度よりも高い温度にした蒸気であり、水分を含まない。

他の選択肢が不適切な理由
飽和水と飽和蒸気が共存する状態は湿り蒸気の説明であり過熱蒸気とは異なる。過熱蒸気は温度を飽和温度より高くしたものであり、圧力だけを高め温度を飽和温度のままとする記述は誤りである。蒸気の一部が凝縮し乾き度が1未満になるのは湿り蒸気の状態であり過熱蒸気ではない。
問61-2

熱の移動形態に関する説明として、最も適切なものはどれか。

  • ①伝導は、流体の移動を伴って熱が運ばれる形態である。
  • ②対流は、物質の内部を分子の振動によって熱が伝わる形態である。
  • ③放射は、必ず固体を介してのみ熱が伝わる形態である。
  • ④放射は、物質を介さず電磁波の形で熱が伝わる形態である。
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正解 ④放射は、物質を介さず電磁波の形で熱が伝わる形態である。
解説
放射は間に物質が存在しなくても電磁波の形で熱が伝わる形態で、太陽熱が真空の宇宙空間を通って地球に届くのと同じ原理である。

他の選択肢が不適切な理由
流体の移動を伴って熱が運ばれるのは対流の説明であり伝導とは異なる。物質内部を分子の振動などによって熱が伝わるのは伝導の説明であり対流とは異なる。放射は物質を介さずに熱が伝わる現象であり、固体を介してのみ伝わるという記述は誤りである。
問71-2

熱貫流に関する説明として、最も適切なものはどれか。

  • ①同一の流体の内部だけで熱が移動する現象のみを指す用語である。
  • ②高温流体から固体壁を通し低温流体へ熱が伝わる総合的移動をいう。
  • ③固体壁の内部だけで生じる熱伝導のみに限定される用語である。
  • ④電磁波によって熱が空間を伝わる現象のみに限定される用語である。
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正解 ②高温流体から固体壁を通し低温流体へ熱が伝わる総合的移動をいう。
解説
熱貫流は、高温側の流体から固体壁への伝熱、壁内部の伝導、壁から低温側の流体への伝熱という一連の過程を総合した熱の移動をいい、ボイラーの伝熱面で燃焼ガスから水へ熱が伝わる過程を理解するうえで重要な概念である。

他の選択肢が不適切な理由
熱貫流は同一流体内部だけの移動ではなく、壁を挟んだ異なる流体間の熱移動を指す。固体壁内部だけの伝導に限定される現象ではなく、壁の両側の伝熱も含む総合的な現象である。電磁波による熱移動のみを指す用語ではない。
問81-2

比体積に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①単位体積あたりの物質の質量であり、比熱の逆数に相当する。
  • ②単位質量の物質を1℃上げるのに必要な熱量である。
  • ③単位質量の物質が占める体積であり、密度の逆数に相当する。
  • ④単位時間あたりに移動する熱量を表す量である。
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正解 ③単位質量の物質が占める体積であり、密度の逆数に相当する。
解説
比体積は単位質量の物質が占める体積を表す量で、単位体積あたりの質量である密度の逆数に相当し、蒸気の状態を表す量の一つとして用いられる。

他の選択肢が不適切な理由
単位体積あたりの質量は密度の定義であり、比体積の逆数の関係にあるものの、比熱の逆数という記述は誤りである。単位質量を1℃上げるのに必要な熱量は比熱の定義であり比体積とは異なる。単位時間あたりに移動する熱量は熱流量に関する量であり比体積とは異なる。
問91-2

熱量の単位に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①国際単位系ではパスカル(Pa)が、熱量の単位として用いられる。
  • ②熱量は必ずワット(W)という単位だけで表される値である。
  • ③熱量の単位は、圧力の単位と全く同じものが用いられる。
  • ④国際単位系ではジュールが用いられ、慣用的にカロリーも使われる。
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正解 ④国際単位系ではジュールが用いられ、慣用的にカロリーも使われる。
解説
熱量の国際単位系(SI)における単位はジュール(J)であり、実務上はキロジュール(kJ)がよく使われるほか、慣用的にカロリー(cal)やキロカロリー(kcal)も用いられる。

他の選択肢が不適切な理由
パスカル(Pa)は圧力の単位であり熱量の単位ではない。ワット(W)は仕事率(単位時間あたりの熱量・エネルギー)の単位であり、熱量そのものの単位ではない。熱量の単位は圧力の単位とは異なる。
問101-2

1気圧のもとで100℃の飽和水が100℃の飽和蒸気になるときに吸収する熱量を表す語句として、最も適切なものはどれか。

  • ①蒸発潜熱
  • ②顕熱
  • ③比熱
  • ④熱伝達率
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正解 ①蒸発潜熱
解説
100℃の飽和水が同じ100℃のまま飽和蒸気に変化する間に吸収する熱量は、温度変化を伴わず状態変化にのみ使われる熱量であるため蒸発潜熱と呼ばれる。

他の選択肢が不適切な理由
顕熱は温度変化を伴う熱量であり、この場合の温度変化を伴わない熱量とは異なる。比熱は単位質量の温度を1℃上げるのに必要な熱量を表す量であり、蒸発に伴う熱量そのものを表す語句ではない。熱伝達率は熱の伝わりやすさを表す係数であり、熱量そのものを表す語句ではない。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。