強欲な青木
消防設備士の試験、液体とか気体の性質についても出題あるんやね。
…って範囲広くない！？
いつも例えばパスカルの原理とか決まった問題が出ているので、ここではギュッと絞って解説していきます。
管理人
このブログを見たら消防設備士試験の「液体と気体の性質」に関する問題が得点源となるはず！
液体の表面張力
液体の表面張力とは「液体分子同士が分子間力により引き合って表面をできるだけ小さくしようとする性質のこと」です。
強欲な青木
あと例えば‥水と油だと、水の方が表面張力が大きいよね。
油の方がフライパンとかに「ペタ～ァ」って広がりやすい。
管理人
表面張力は物質によって異なり、液温が上がると表面張力は小さくなる。
パスカルの原理
パスカルの原理とは「密閉された液体の一部に圧力を作用させると、その圧力が増減なく（かつ容器の形状に関係なく）液体の各部分に伝わる原理のこと」です。
強欲な青木
油圧ジャッキは、てこの原理とパスカルの原理を応用した大発明だよね。
キコキコとシリンダに点で圧力かけると、いつの間にか面で重いものを持ち上げられる‥ハンドリフトとか凄い。
管理人
身近なところでもパスカルの原理が応用されたものがあるのです。
１気圧って？
１気圧（標準大気圧）とは海面での大気圧であり、単位にはatm(アトム)が用いられます。
強欲な青木
単位変換で色んな数字出てくるから、ちょっとややこしいかも。
計算でも導けますが…取り急ぎ消防設備士の試験で得点稼ぎたい人は暗記しちゃって下さい。
管理人
シャルルの法則
シャルルの法則とは「気体の圧力が一定のとき、気体の体積Ｖは温度ｔが１Ｋ上下するごとに、０℃のときの体積Ｖ₀の1/273倍ずつ増減する。」法則であり、言い換えると「気体の圧力が一定のとき、気体の体積Vは絶対温度Tに比例する」法則です。
強欲な青木
例えば従来型の熱感知器って「周囲の温度が上がると、感知器内の空気が膨張して発報する。」っていう、まさにシャルルの法則を利用した機器です。
気体の体積が温度に比例するってシャルルの法則は何となくイメージしやすいんじゃないかなと‥あと絶対零度のところの273って数字に注目だね。
管理人
このシャルルの法則と以下のボイルの法則（気体の温度が一定のとき、気体の体積Ｖは圧力Ｐに反比例する。）が組み合わさったのが、ボイル・シャルルの法則の法則です。
ボイル・シャルルの法則
ボイル・シャルルの法則は「気体の体積Vは、絶対温度Tに比例し、圧力Pに反比例する。」ものです。
強欲な青木
いや単純にボイルの法則とシャルルの法則まとめただけやん！
そうなんですが、このボイル・シャルルの法則から気体の状態方程式とかに話が進んでいくので‥めっちゃ重要な話なんです。
管理人
消防設備士の試験にはボイル・シャルルの法則の公式「P₁V₁ / T₁ ＝ P₂V₂ / T₂ ＝ k（一定）」を覚えて挑みましょう！
【過去問】
液体の表面張力について誤っているものは次のうちどれか。(乙６奈良)
- 液体は分子間引力により、液体表面では収縮する力が働いている。
- 植物の葉っぱの上の水滴が球状となるのは、表面張力のためである。
- コップの水に細い管を垂直に入れると管内の液面が上昇するのは付着力と表面張力のためである
- 表面張力は物質によって異なるが、その物質の温度には影響されない。
+ 解答・よく分かる解説
４
表面張力は物質によって異なる他、物質の温度にも影響されます。液体の温度が高い程、表面張力は小さくなります。
強欲な青木
寒いと縮こまって、暑いとグダァ～となる‥まるでウチらみたいやん。
管理人
次の文中の〔 〕に当てはまる語句として、正しいものはどれか。(甲１大阪、乙６奈良)
「密閉された液体の一部に圧力を作用させると、その圧力が増減なく液体の各部分に伝わる。これを〔 〕をいう。」
- アルキメデスの原理
- ベルヌーイの定理
- トリチェリーの原理
- パスカルの原理
+ 解答・よく分かる解説
４
密閉された液体の一部に圧力を作用させると、その圧力が増減なく（かつ容器の形状に関係なく）液体の各部分に伝わる原理は、パスカルの原理です。
強欲な青木
覚えたい方は各自ググって下さい。
ちなみに消防設備士の試験ではパスカルの原理しか問題出ていません。
管理人
１気圧でないものは次のうちどれか。(乙６奈良）
- 約４０㎝・Hg
- 約１,０１３hPa
- 約１０１,３２５N/㎡
- 約１atm
+ 解答・よく分かる解説
１
1 の水銀柱による力で１気圧を表すのであれば760mm・Hgとなります。
強欲な青木
あとは1.013hPaと101,325N/㎡だけ覚えておけばOK！
さすがに１atmは頭にスッと入ってるやろうから…この問題も余裕で解けるよね。
管理人
ボイル・シャルルの法則による、一定質量の気体の圧力と絶対温度と体積の関係として、正しいものは次のうちどれか。(甲１大阪)
- 気体の圧力は、絶対温度に比例し、体積に比例する。
- 気体の圧力は、絶対温度に反比例し、体積に比例する。
- 気体の圧力は、絶対温度に比例し、体積に反比例する。
- 気体の圧力は、絶対温度に反比例し、体積に反比例する。
+ 解答・よく分かる解説
３
ボイル・シャルルの法則「PV / T ＝ k」を変換すると「P ＝ kT / V」となる。よって温度Tに比例し、体積Vに反比例していると分かる。
強欲な青木
そもそも比例とか反比例とか分からん人もしくは忘れている人は、これを機会に復習しとこうな‥そんな人いないと思うけど。
前に『俺、理系じゃないから…いつも基礎的知識がギリギリやねん！』って言ってた方いましたが、こんなん文系理系マジで関係無いと思います。
管理人
気体の性質について、正しいものは次のうちどれか。ただし、圧力は一定である。(乙６滋賀)
- ２７３℃を超えると、すべての物質は気体になる。
- 液体が気体になると、体積は２７３倍になる
- 温度が１℃上昇するごとに、０℃のときの体積の１ / ２７３ずつ膨張する。
- 温度が１℃降下するごとに、０℃のときの体積の１ / ２７３ずつ液化する。
+ 解答・よく分かる解説
３
シャルルの法則より「気体の体積Ｖは温度ｔが１Ｋ上下するごとに、０℃のときの体積Ｖ₀の1/273倍ずつ増減する。」ので選択肢3が正解。
強欲な青木
ウチも夏にかけて太っていくから…シャルルの法則に従ってるわ。
管理人
一定質量の気体の圧力を５倍にし、絶対温度を３倍にした場合、ボイル・シャルルの法則によると、その気体の体積は何倍になるか。(乙６兵庫)
- 1/5倍
- 1/3倍
- 3/5倍
- 5/3倍
+ 解答・よく分かる解説
３
ボイル・シャルルの法則の「V＝kT / P」より、圧力Pを５倍および温度Tを３倍すると「V＝3kT / 5P」となる。よってVは3 / 5倍となっている。
強欲な青木
簡単やなぁ‥消防設備士の試験って。こんなん余裕で合格できるわ。
まぁ他のところ勉強しやきゃいけないから、ただ工学部出身ってだけでは基礎的知識しか解けないよ。
管理人
機械に関する基礎的知識の過去問
解説まとめページご活用下さい
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参考【消防設備士】基礎的知識（機械）の過去問まとめ【解答・解説つき】
続きを見る
強欲な青木
もし、まだ自信がないのであれば繰り返し
「過去問テスト」等を使って類題を解くことをオススメします！
管理人
消防設備士「過去問テスト」は、その名の通り“過去に出た問題” のテストです。
ブログでお馴染みの管理人が過去問に関する情報収集を積み重ね、その中からピックアップして過去問ベースの模擬試験を作成したものです。
上記以外に新傾向問題の情報など提供あり次第、解説を毎年追記して更新しています。これから消防設備士の試験を受けられる方は是非ご覧下さい。