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機械部門一次試験の過去問から熱力学について分析

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技術士
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こちらの記事にて一次試験の過去問の数年分について分析を行い
「どの分野に出題の重点が置かれているか」
についてまとめました。

今回は全体の分析からピンポイントで熱力学についてさらに深堀して、何を重点的に、どこまで学習すればいいか確認していきましょう。

機械部門一次試験の過去問から熱力学について分析

平成24年~21年の技術士機械部門専門科目の一次試験について、熱力学の分野に関する問題をまとめてきました。

さっそくですが今回の分析結果として、最初に総括を書いておきます。
時間がない人は総括を読んで傾向、方向性を確認して勉強範囲の参考にしてください。

○毎年文章問題が3問以上出題されている

○熱力学で6~7問なので半分が文章問題
 → 用語の意味を理解しておけば比較的浅めの学習でも得点が可能

○エンタルピ、エントロピおよび主要の熱サイクルを理解しておく

○オットーサイクル、カルノーサイクル、冷凍サイクル、ディーゼルサイクル、ランキンサイクル、スターリングサイクル、ブレイトンサイクル、蒸気タービンサイクル
 → それぞれのサイクル図と特徴、意味を理解しておく。
   可逆、不可逆の部分も把握しておく。

○湿り空気の範囲は出題されたことがない
 → 学習は浅めで大丈夫
  (簡単に理解しておき、文章問題に答えられるようにしておく)

○燃焼については簡単な量論計算がH21/H24にて出題されたのみ
 → 学習は浅めで大丈夫
  (簡単に理解しておき、文章問題に答えられるようにしておく)

といったところです。

技術士の機械部門において熱力学/流体力学はエンジン/プラント/熱交換系のエンジニアにとって特に重要な分野ですね。

同時に得点源としたいところでもあると思います。

メカトロ系のエンジニアに差をつけることを考えるとしっかりと得点したい分野と思います。

このように過去問の分析をしながら、全体の出題傾向を探りつつ、熱力学分野の学習すべき範囲を絞っていき、上記のような総括にまとめます。

過去問や教科書を見ながら傾向を俯瞰的に眺めていると、必要とされている内容や学習しておくべき内容の目星がついてきます。

それでは実際に分析してみましょう。

平成24年 熱力学の過去問

23.文章問題、熱量、比熱、動力、熱流束、熱伝導率のSI単位系
24.タービン、エンタルピ、タービンの出力
25.文章問題、熱量、内部エネルギー、エントロピの増減について
26.可逆カルノーサイクル、ボイラの排熱
  → 平成21年,32と同じ問題
27.メタン1[kgf]を燃焼させるのに必要な空気量
  → 平成21年,30と類似問題
28.文章問題、上記タービンサイクル
  → 平成21年,34と同じ問題
29.熱交換機、高温流体と低温流体の間の熱通過率
  → 平成22年,24と類似問題

平成23年 熱力学の過去問

23. 文章問題、比熱、温度伝導率、比エンタルピ、SI単位系
   → 平成24年,23と類似問題
24. 文章問題、エントロピ
25.可逆断熱圧縮の温度比
26.内径10[mm]の円管に空気が流れている。熱伝導率は?
27. 文章問題、温度、速度、境界層厚さ、プラントル、ベクレ、レイノルズ、ヌセルト、レイリー、用語
28. 227[℃]→27[℃]に100[J]の熱が移動するときのエントロピ変化は?
29.壁面と流体間の熱伝導率は?

平成22年 熱力学の過去問

23. 文章問題、熱サイクルの図の選択問題
  オットーサイクル、カルノーサイクル、冷凍サイクル、ディーゼルサイクル、
  ランキンサイクル、スターリングサイクル、ブレイトンサイクル
24.隔壁の2流体の熱抵抗
  →平成24年,29と類似問題
25.コンプレッサー、エントロピ比が○○のときの入力動力は?
26.文章問題、輻射伝熱、放射率
27.冷凍機300[K]→330[K]へ放熱したときの成績係数は?
28.隔壁2部屋にて200[J]移動したときのエントロピ変化量は?

平成21年 熱力学の過去問

30.燃焼の問題、水素0.2[kg]、炭素0.8[kg]の燃料1[kg]の燃焼に必要な空気量は
  →平成24年,27と類似問題
31.水を電熱器で20[℃]→80[℃]へ加熱するのに必要な時間は?
32.ボイラーの可逆カルノーサイクルの排熱は?
  →平成24年,26と同じ問題
33.文章問題、エクセルギ
34.文章問題、蒸気タービンサイクル
  →平成24年,28と同じ問題
35.文章問題、理想気体

まとめ

今回のように過去問の中でも学習分野について分析してみると、
その部門の技術士になるためにはどの学習を重点的に学習すればよいか?
教科書でいうとどの範囲まで学習すればいいか?
について見えてきます。

今回は機械部門の熱力学について分析しましたが、技術士部門や学習分野が違っていても分析方法は同じです。

自分の受験する年から4~5年程度さかのぼって過去問分析を行い、傾向を掴んでください。

当ブログでは機械部門の他分野についても分析しています。
下記の記事は過去問全体の分析の記事ですが、その中にそれぞれの学習分野別に分析した記事リンクがあります。

どの学問分野の出題比重が多いか調べる方法の参考にしてください。

分析方法を参考にして自分で直近数年の過去問について分析してみましょう。

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