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正答 ④ 2.4 kHz 解き方のポイント 流速が直接与えられていないのがこの問題の仕掛けです。レイノルズ数から逆算する、という一手間が必要になります。 まずレイノルズ数の定義 Re＝Ud／ν を流速について解きます。 U＝Re・ν／d＝(2.00×10⁴)×(1.50×10⁻⁵)／0...

正答 ③ 1.40 N 解き方のポイント 抗力の定義式に代入するだけですが、単位換算と代表面積の2箇所で失点しやすい問題です。 抗力係数の定義は CD＝D／(0.5ρU²S) なので、抗力は D＝CD×0.5ρU²S です。 注意点その1：速度の単位換算。 140 km/h をm/sに直しま...

正答 ① ds＝cp ln(T2／T1)−R ln(P2／P1) 解き方のポイント 温度と圧力が与えられているので、エンタルピー基準の式を使います。ここで定積比熱cvを選ぶと誤答します。 出発点は TdS＝dH−VdP です。両辺を質量mで割って単位質量あたりにすると Tds＝dh−vdp ...

正答 ⑤ 215 解き方のポイント Ⅲ-35と同じく、まず層流か乱流かを判定するところから始まります。強制対流熱伝達では、使う式が層流と乱流でまったく違うためです。 平板のレイノルズ数は代表長さに板の長さLを使います。 Re＝UL／ν＝(20×0.1)／(1.5×10⁻⁵)...

正答 ③ 比熱 J／(kg·K)、比エントロピー J／(kg·K)、熱拡散率 m²／s 解き方のポイント 単位を暗記するのではなく、定義式から組み立てて導くのが確実です。 比熱 c＝dq／dT。単位質量あたりの熱量を温度で割るので J／(kg·K) です。 比エントロピー。エン...

正答 ⑤ 111 W／m² 解き方のポイント 伝熱の熱抵抗の考え方を問う問題です。電気回路の直列抵抗とまったく同じ扱いができます。 熱は「室内空気→ガラス表面（熱伝達）」「ガラス内部（熱伝導）」「ガラス表面→外気（熱伝達）」の3段階を直列に通ります。し...

正答 ③ ディーゼルサイクルの理論サイクルは、断熱過程と等積過程、等圧過程で構成される 解き方のポイント サイクルの構成過程と熱効率の傾向を問う知識問題です。選択肢を1つずつ潰していきます。 ①は誤り。オットーサイクルは断熱過程と等積（等容）過...

正答 ② 0.64 解き方のポイント 乾き度の定義を、比エンタルピーの内分として立式できるかを問う問題です。 まず加熱後の状態の全エンタルピーを求めます。0.20 MPaの飽和水1 kgの比エンタルピーが505 kJ/kgで、そこに1400 kJを加えるので 505＋1400＝1905 ...

正答 ⑤ (∂T／∂p)s ＝ (∂v／∂s)p 解き方のポイント マクスウェルの関係式は4つあります。丸暗記は難しいので、4つの熱力学関数から導く流れを押さえてください。 導出の道具は共通で、全微分の完全微分の条件（交差微分の等価性）です。dz＝Mdx＋Ndy のとき...

正答 ③ ζ＝0.60、Td＝0.79 s 解き方のポイント 公式を3つ順に使うだけの問題です。臨界減衰係数の定義さえ覚えていれば確実に得点できます。 まず減衰比です。ζ＝c／ccr で、臨界減衰係数は ccr＝2√(mk) です。代入すると ζ＝12／(2√(1×100))＝12／20＝0.6...