技術士一次試験 機械部門 令和6年 Ⅲ-28 解答・解説|ガス冷凍サイクルの動作係数(出題ミスで全員正解)

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-28 問題文 逆ブレイトンサイクルであるガス冷凍サイクルの動作係数を求める問題

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。

効率的な学習と合格戦略をPMEがサポートします。

技術士一次試験の受験指導も行います。無料相談・申し込みページよりご連絡ください

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-28 問題文 逆ブレイトンサイクルであるガス冷凍サイクルの動作係数を求める問題
技術士一次試験 機械部門 令和6年 Ⅲ-28 解説 問題文と図の記載が一致しないため全員に得点が与えられた 逆ブレイトンサイクルの動作係数の考え方

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

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-28 問題文 逆ブレイトンサイクルであるガス冷凍サイクルの動作係数を求める問題

この記事が気に入ったら
いいねしてね!

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!
目次