ベルヌーイの定理での流速↑→静圧↓の関係と、圧力損失の計算式が最頻出。
全圧(動圧+静圧+位置水頭)は一定。管断面積が小さくなると流速が増加し、静圧が低下する。「流速が増加すると静圧が上昇」は誤り。
A₁v₁ = A₂v₂(断面積×流速=一定)
管径大→断面積大→流速小(反比例)
ダルシー・ワイスバッハ式より圧力損失は流速の2乗に比例。「管径を小さくして流速を上げると圧力損失が減る」は誤り。逆に増大する。
慣性力と粘性力の比を表す無次元数。
大きい(Re>4000程度)→ 乱流になりやすい
小さい(Re<2300程度)→ 層流になりやすい
水は温度が上昇すると粘度が低下し、流れやすくなる。「温度上昇→粘度増加」は誤り。(気体は逆:温度上昇→粘度増加)
連続の式:Q = A × v(流量 = 断面積 × 流速)
圧力損失(ダルシー):ΔP = λ × (L/D) × (ρv²/2)
水の比熱の大きさ、熱伝導率と断熱性の逆比例関係が頻出。
| 項目 | 内容 | 注意点 |
|---|---|---|
| 水の比熱 | 約4.18 kJ/(kg·K) | 金属(鉄約0.45・銅約0.39)より大きい。「水は比熱が小さい」は誤り |
| 熱伝導 | 物質内部を温度差で熱が移動 | 熱伝導率が大きい→熱が逃げやすい→断熱性低い |
| 熱対流 | 流体の流れにより熱が移動 | — |
| 熱放射(輻射) | 電磁波(赤外線)により熱が移動 | 真空中でも伝達される(媒体不要) |
| 断熱材の熱伝導率 | 小さいほど断熱性能が高い | 「熱伝導率が大きいほど断熱性能高い」は誤り |
直列・並列の合成抵抗の違い、三相交流の特徴が頻出。
直列:R合成 = R₁+R₂+… (各抵抗の和)
並列:1/R合成 = 1/R₁+1/R₂+… (逆数の和の逆数)
「並列接続の合成抵抗も各抵抗の和」は誤り。並列では合成抵抗は個々より小さくなる。
位相が120°ずつ異なる3つの交流電圧で構成。
Y結線:線間電圧 = 相電圧 × √3
Δ結線:線電流 = 相電流 × √3
「単相交流より電力伝送効率が低い」は誤り。三相の方が効率が高い。
電力:P = V × I = I²R = V²/R
F = ma(ニュートン第2法則):1kg × 1m/s² = 1N(10Nではない)
亜鉛めっきの防食原理、バルブ各種の圧力損失の違いが頻出。
鋼材の表面に亜鉛の薄膜を形成して防食。「銅の薄膜を形成する」は誤り。亜鉛が先に腐食する犠牲防食により鋼材を保護する。
弾性変形が小さく、破断前にほとんど変形しない。「変形が大きく破断前に大きく変形する」は延性材料の特徴であり誤り。
| バルブ | 動作 | 圧力損失 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| ゲートバルブ(仕切弁) | 弁体を流路に垂直に挿入・抜出し | 全開時は小さい | 止め弁(開閉のみ) |
| グローブバルブ(玉形弁) | 弁体を流路に垂直に動かす | 大きい | 流量調節。「流路に平行」は誤り |
| バタフライバルブ | 円板状弁体を回転 | 小さい | 大口径配管・流量調節 |
| チェックバルブ(逆止弁) | 逆流で自動閉止 | — | 逆流防止専用 |
並列と直列の効果の違いを必ず正確に覚える。
| 運転方式 | 流量 | 揚程 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 並列運転 | 増加↑ | ほぼ変わらず | 流量を増やしたい場合 |
| 直列運転 | ほぼ変わらず | 増加↑ | 揚程を増やしたい場合(高層ビルなど) |
圧力と絶対圧の関係:絶対圧力 = ゲージ圧力 + 大気圧(「-大気圧」は誤り)
各非破壊検査の対象(表面欠陥 or 内部欠陥)の区別が頻出。
| 検査方法 | 略称 | 検出対象 |
|---|---|---|
| 放射線透過試験 | RT | 内部欠陥(溶接内部の空洞・割れなど) |
| 超音波探傷試験 | UT | 内部欠陥 |
| 磁粉探傷試験 | MT | 表面・表層の欠陥(磁性体のみ) |
| 浸透探傷試験 | PT | 表面に開口した欠陥のみ(内部欠陥には不向き) |
絶対湿度は加熱しても変わらない。U値(熱貫流率)と負荷の関係を押さえる。
空気を加熱すると相対湿度は低下するが、絶対湿度(水分量)は変わらない。「加熱すると絶対湿度が増加する」は誤り。
U値が小さい→断熱性能が高い→冷暖房負荷が小さい
「U値が低いほど冷暖房負荷が大きくなる」は誤り。
照度は光源からの距離の2乗に反比例して減少。距離2倍→照度1/4。「距離に比例して増加する」は誤り。
温度上昇→密度低下(熱膨張)→温かい空気は上昇する。「夏場の方が密度が高い」は誤り。冬場の低温空気の方が密度が高い。
フィードバック制御とフィードフォワード制御の「事後対応 vs 先行型」の違いが頻出。
| 制御方式 | 概要 | 特徴 |
|---|---|---|
| フィードバック制御 | 制御量を検出して目標値との偏差を修正 | 事後対応型。偏差が出てから対処 |
| フィードフォワード制御 | 外乱を事前に検出・予測して操作量を変化 | 先行型・予防型。「事後対応型」は誤り |
| PID制御 | 比例(P)+積分(I)+微分(D)の組み合わせ | 最も広く使用される制御方式 |
| オンオフ制御 | ON/OFFのみで制御 | 最もシンプル。ハンチングが起きやすい |
解説を読んだら、演習問題で確認しよう!
📝 一般基礎 演習問題を解く(30問)