二級ボイラー技士 過去問
令和8年4月公表
問1 (ボイラーの構造に関する知識 問1)

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問題

二級ボイラー技士試験 令和8年4月公表 問1(ボイラーの構造に関する知識 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

熱及び蒸気に関する記述について、適切でないものは次のうちどれか。
  • 温度の単位であるセルシウス(摂氏)温度[℃]は、標準大気圧のもとで、水の氷点を0℃、沸点を100℃と定め、この間を100等分したものを1℃としたものである。
  • ボイラー効率は、換算蒸発量と発生蒸気の比エンタルピの積の値を、燃料消費量と燃料低発熱量の積の値で除して示すことができる。
  • 大気が地球上に及ぼす圧力は約0.1MPaであり、760mmの高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力(760mmHg)を標準大気圧(1atm)という。
  • 単位時間当たりの仕事量を仕事率といい、単位は[W]で、1W=1J/sで仕事量1kWh=3.6MJである。
  • 水の比熱は、4.187kJ/(kg·K)である。

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この過去問の解説 (2件)

01

適切でないものは、ボイラー効率について述べた記述です。

ボイラー効率は、燃料がもっている熱量のうち、どれだけが蒸気を発生させるために使われたかを表す割合です。
この問題の記述では、ボイラー効率を求めるときに使う値の組み合わせが正しくありません。

選択肢1. 温度の単位であるセルシウス(摂氏)温度[℃]は、標準大気圧のもとで、水の氷点を0℃、沸点を100℃と定め、この間を100等分したものを1℃としたものである。

セルシウス温度は、標準大気圧のもとで、水が氷になる温度を0℃、水が沸とうする温度を100℃として、その間を100等分したものです。
そのため、この説明はセルシウス温度の基本的な考え方を正しく表しています。

選択肢2. ボイラー効率は、換算蒸発量と発生蒸気の比エンタルピの積の値を、燃料消費量と燃料低発熱量の積の値で除して示すことができる。

この記述が適切ではありません。

ボイラー効率は、基本的には、発生した蒸気が受け取った熱量を、燃料が出した熱量で割って求めます。
つまり、分子には、蒸気がどれだけ熱を受け取ったかを表す値が入ります。

しかし、この記述では「換算蒸発量」と「発生蒸気の比エンタルピ」をかけるとしており、ボイラー効率の表し方として不適切です。
換算蒸発量は、実際の蒸発量を基準となる条件に直した量であり、そのまま発生蒸気の比エンタルピと組み合わせて効率を表すものではありません。

選択肢3. 大気が地球上に及ぼす圧力は約0.1MPaであり、760mmの高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力(760mmHg)を標準大気圧(1atm)という。

標準大気圧は、1atmであり、およそ0.1013MPaです。
また、これは760mmHgと同じ大きさの圧力として表されます。

そのため、「約0.1MPa」「760mmHg」「1atm」という説明は正しい内容です。

選択肢4. 単位時間当たりの仕事量を仕事率といい、単位は[W]で、1W=1J/sで仕事量1kWh=3.6MJである。

仕事率とは、1秒間にどれだけの仕事をしたかを表す量です。
単位はWで、1Wは1秒間に1Jの仕事をすることなので、1W=1J/sです。

また、1kWhは、1kWの仕事率で1時間使ったときの仕事量です。
1kW=1000W、1時間=3600秒なので、

1kWh=1000×3600J=3,600,000J=3.6MJです。
したがって、この説明は正しいです。

選択肢5. 水の比熱は、4.187kJ/(kg·K)である。

比熱とは、物質1kgの温度を1K上げるために必要な熱量です。
水の比熱は約4.187kJ/(kg·K)です。

そのため、この記述は正しい内容です。

まとめ

この問題では、熱や蒸気に関する基本的な単位や数値が問われています。
セルシウス温度、標準大気圧、仕事率、水の比熱についての記述は正しいです。
一方で、ボイラー効率は、燃料がもつ熱量に対して、蒸気がどれだけ熱を受け取ったかを表す割合です。
そのため、換算蒸発量と発生蒸気の比エンタルピをそのまま使って表すという記述は適切ではありません。

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02

ボイラーの構造に関する出題数10問のうち、「熱と蒸気」に関する問題です。

 

選択肢1. 温度の単位であるセルシウス(摂氏)温度[℃]は、標準大気圧のもとで、水の氷点を0℃、沸点を100℃と定め、この間を100等分したものを1℃としたものである。

正解です。

 

セルシウス(摂氏)温度[℃]は、標準大気圧のもとで、水が氷になる温度(氷点・凝固点)を0℃、水が沸騰する温度(沸点・沸騰点・沸騰温度)を100℃として、100等分したものを1℃としたものですので正解です。

 

参考

K(ケルビン)ファーレンハイト温度(華氏)があります。
ケルビンは、セルシウス(摂氏)温度との温度間隔は同じで、絶対零度を0ケルビン(K)としてセルシウス(摂氏)温度では-273.15℃です。同様に水の氷点:273.15 K=0℃、水の沸点:373.15 K=100℃となります。


他の温度単位としてファーレンハイト温度(華氏)温度[°F]があり、標準大気圧のもとで、水が氷になる温度(氷点・凝固点)を32°F水が沸騰する温度(沸点・沸騰点・沸騰温度)を212°Fとして、180等分したものを1°Fとしています。

選択肢2. ボイラー効率は、換算蒸発量と発生蒸気の比エンタルピの積の値を、燃料消費量と燃料低発熱量の積の値で除して示すことができる。

誤りです。この問題の正答になります。


ボイラー効率は、入出熱法と熱損失法(排ガス分析法)の2種類の計算方法があり、この設問では入出熱法を使います。
ボイラー効率=蒸気発生量×(発生蒸気の比エンタルピ-給水の比エンタルピ)÷(燃料消費量×燃料低発熱量)となります。
 

蒸気発生量×発生蒸気の比エンタルピではないので誤りです。

選択肢3. 大気が地球上に及ぼす圧力は約0.1MPaであり、760mmの高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力(760mmHg)を標準大気圧(1atm)という。

正解です。

 

標準大気圧は760mmHg(水銀柱ミリメートル)をパスカルに換算し、小数点以下を切り捨てたもので、0.101325MPa(メガパスカル)ですので正解です。

0.101325MPa(メガパスカル)=101.325KPa(キロパスカル)=1013.25hPa(ヘクトパスカル)=101325Pa(パスカル)です。
 

参考

mmHg(水銀柱ミリメートル)は血圧計、MPa(メガパスカル)は、ボイラーなどの圧力計、hPa(ヘクトパスカル)は天気図などの気圧、KPa(キロパスカル)はタイヤの空気圧計などの計測単位として使われています。

選択肢4. 単位時間当たりの仕事量を仕事率といい、単位は[W]で、1W=1J/sで仕事量1kWh=3.6MJである。

正解です。

 

仕事率は、1秒あたりにする仕事量のことで単位は[W](ワット)を使います。また仕事量の単位は{J}(ジュール)です。
1W(仕事率)=1J(仕事量)/(÷)S(時間・秒)となります。
 

設問の1kWhとは、1kW(1000W)の仕事率で1時間仕事したという意味で、時間を秒単位に変換します。1時間=3600秒ですので、先ほどの式を変換して1kWh =1000W×3600s=3,600,000J=3.6MJとなりますので正解です。

選択肢5. 水の比熱は、4.187kJ/(kg·K)である。

正解です。

 

比熱とは、ある物質1gの温度を1℃上げるのに必要なエネルギーの量のことで、水の比熱は、1kgの水の温度を1℃(K・ケルビン)上げるのに必要なエネルギーです。
水の比熱は、4.187kJ/(kg·K)でありますので正解です。

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