技術士一次試験・選択問題の解答例を公開!解答の考え方やポイントも解説。
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目次
正答
※ 全員正解(出題ミスにより、この問題を選択した受験者全員に得点が与えられました)
解き方のポイント
この問題は成立しないと判断され、選択した受験者全員に得点が与えられました。当初は選択肢③が正答とされていましたが、2025年2月10日付で「問題文と図の記載内容が一致しておらず、図を元に解くと正答が導けない」として訂正されています。
ただし逆ブレイトンサイクルの考え方自体は頻出なので、押さえておく価値があります。
ガス冷凍サイクル(逆ブレイトンサイクル)は、等圧変化と断熱変化から構成されます。理想気体の等圧変化では dq=cp dT なので
・吸熱量(冷凍能力)… q2=cp(T4−T1)・放熱量 … q1=cp(T3−T2)・有効仕事 … W=q1−q2
冷凍機の動作係数(成績係数)COPは「得たい効果 ÷ 投入した仕事」で定義されます。冷凍機の場合は吸熱量が得たい効果なので
(COP)r=q2/W
これを整理すると T4/(T3−T4) の形になります。
COPの定義を「何を得たいか」から考えるのが重要です。冷凍機なら吸熱量、ヒートポンプなら放熱量が分子に来ます。同じサイクルでも用途によって分子が変わる、という点が理解できていれば、選択肢の形からある程度絞り込めます。
試験本番でこうした問題に当たったら、深追いせず先に進む判断が正解です。
この問題で問われている知識
逆ブレイトンサイクル/ガス冷凍サイクル/動作係数COP/成績係数/等圧変化/断熱変化/定圧比熱cp
