【過去問】静電気とは？発生メカニズムと除去対策を解説｜危険物取扱者【甲、乙、丙】

【過去問】静電気とは？発生メカニズムと除去対策

流動などによって、静電気を最も帯電しにくいのは、次のうちどれか。

1. トルエン
2. ベンゼン
3. 軽油
4. ガソリン
5. エタノール

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正解５

解説

正しいのは５。エタノールなどのアルコール類は水溶性で、ほかの第４類に比べて電気を通しやすいので、流動しても静電気が帯電しにくい。１のトルエン、２のベンゼン、３の軽油、４のガソリンは、いずれも非水溶性で電気の不導体なので、流動などで静電気が帯電しやすい。

間違えやすいポイント

非水溶性の石油類（ガソリン・軽油・トルエン・ベンゼン）は帯電しやすい。水溶性のアルコール類は帯電しにくい。

電気のしくみについて、次の文の下線A～Eのうち、誤っているもののみの組合せはどれか。「原子は（A）陽子を放出したり取り込んだりすることで、電気を帯びることがある。このように電気を帯びることを帯電といい、帯電した粒子を（B）イオンという。（A）陽子を放出し、正に帯電した粒子を（C）陽イオンといい、（A）陽子を取り込んで、負に帯電した粒子を（D）陰イオンという。２つの物体が電子をやりとりした後、電気量の総和は（E）増加する。」

1. AとB
2. AとE
3. BとC
4. CとE
5. DとE

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正解２

解説

正しいのは２（AとEが誤り）。A：原子が放出したり取り込んだりして帯電するのは、陽子ではなく電子。電子を放出すると正に、取り込むと負に帯電する。E：物体の間で電子をやりとりしても、電子が移るだけなので電気量の総和は変化しない（増加しない）。B：帯電した粒子をイオンという、C：正に帯電した粒子を陽イオン、D：負に帯電した粒子を陰イオンという、はいずれも正しい。

間違えやすいポイント

帯電は「電子」の移動で起こる。やりとりの前後で電気量の総和は変わらない。

非導電性液体の帯電防止方法として、次のうち適切でないものはどれか。

1. 配管内の流速制限により、静電気の発生をできる限り防止する。
2. 取扱い規模を制限し、帯電電位の上昇を抑制する。
3. 貯蔵タンク等でミキサーを使用する場合は、空気や不活性ガスによりかくはんする。
4. 液体の噴出・飛散およびミストの発生、広がりをできる限り防止する。
5. タンク、配管、ノズル等はできる限り導電性材料のものを使用し、接地する。

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正解３

解説

適切でないのは３。タンク内でかくはんするときは、静電気の火花で燃焼・爆発しないよう、あらかじめ内部の気体を窒素などの不活性ガスに置き換えておく。空気でかくはんすると、可燃性蒸気と空気の混合気ができてしまうので危険。１の流速を制限する、２の取扱い規模を制限して帯電電位の上昇を抑える、４の噴出・飛散・ミストの発生を防ぐ、５の導電性材料を使って接地する、はいずれも適切な対策。

間違えやすいポイント

かくはんは空気ではなく不活性ガスで。流速制限・接地・導電性材料は正しい対策。

液体危険物が静電気を帯電しやすい条件について、次のうち誤っているものはどれか。

1. 加圧された液体がノズル、亀裂等、断面積の小さな開口部から噴出するとき。
2. 液体が液滴となって空気中に放出されるとき。
3. 導電率の低い液体が配管を流れるとき。
4. 液体相互または液体と粉体等を混合・かくはんするとき。
5. 直射日光に長時間さらされたとき。

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正解５

解説

誤っているのは５。静電気は、物体どうしの接触・分離・摩擦や液体の流動などで電荷が分かれて生じる。直射日光にさらされただけでは帯電しない。１の小さな開口部からの噴出、２の液滴としての放出（噴出帯電）、３の導電率の低い液体が配管を流れること（流動帯電）、４の混合・かくはん（混合・かくはん帯電）は、いずれも帯電しやすい条件。

間違えやすいポイント

帯電は「こすれる・はがれる・流れる・噴き出す・かき混ぜる」で起こる。日光は関係ない。

物質の摩擦時における静電気発生の防止および抑制は、材料の特性・性能および工程上の制約等から現実的には困難な場合が多いが、一般的な対策として、次のA～Dのうち、正しいもののみを掲げたものはどれか。
A．接触面積を大きくする。
B．接触する回数を減らす。
C．接触圧力を低くする。
D．接触状態にあるものを急激にはがす。

1. AとB
2. BとC
3. CとD
4. AとC
5. BとD

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正解２

解説

正しいのは２（BとC）。静電気は、接触面積が大きいほど、接触の回数が多いほど、接触圧力が高いほど、急激にはがすほど多く発生する。そのため、B：接触する回数を減らす、C：接触圧力を低くする、が正しい対策。A：接触面積を大きくすると発生が増え、D：急激にはがすと発生が増えるので、どちらも逆効果。

間違えやすいポイント

摩擦の静電気は「小さく・少なく・弱く・ゆっくり」で減らす。

静電気について、次のうち誤っているものはどれか。

1. 静電気は人体にも帯電する。
2. 静電気は電気の不導体に帯電しやすい。
3. 静電気は固体だけでなく、液体にも帯電する。
4. 物質に静電気が蓄積すると電気分解作用が起こり、引火しやすくなる。
5. 一般的に合成繊維の衣類は木綿のものより静電気が発生しやすい。

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正解４

解説

誤っているのは４。物質に静電気が蓄積しても電気分解は起こらず、物質が引火しやすく変わるわけでもない。危険なのは、たまった電荷が放電するときの火花が点火源になること。１の人体にも帯電する、２の電気の不導体ほど電荷が逃げずに帯電しやすい、３の固体だけでなく液体（ガソリンなど）にも帯電する、５の合成繊維の衣類は木綿より静電気が発生しやすい、はいずれも正しい。

間違えやすいポイント

静電気の危険は「放電火花が点火源になる」こと。蓄積しても電気分解は起こらない。

静電気による災害を予防する一般的な対策として、次のA～Eのうち、正しいものの組み合わせはどれか。
A．床面へ散水する。
B．作業服、靴、手袋は絶縁性材料のものを使用する。
C．可燃性蒸気が滞留するおそれのある場所で、作業服等の着脱を行わない。
D．絶縁性材料のパイプやホースを使用する。
E．パイプ内の液体の流速を大きくする。

1. AとB
2. AとC
3. BとD
4. CとE
5. DとE

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正解２

解説

正しいのは２（AとC）。A：床面へ散水すると湿度が上がり、物体の表面から電荷が逃げやすくなる。C：作業服などを着たり脱いだりすると摩擦・はく離で静電気が起こるので、可燃性蒸気のある場所では行わない。B：絶縁性の作業服・靴・手袋は、人体の電荷を逃がせず帯電させたままにする。D：絶縁性のパイプやホースも電荷がたまる。E：流速を大きくすると摩擦が増えて静電気が多く発生する。B・D・Eは逆効果。

間違えやすいポイント

対策は電荷を「逃がす・発生させない」方向。絶縁性の材料や速い流れは逆効果。

静電気について、次のうち誤っているものはどれか。

1. 帯電防止靴を着用しても、絶縁性の床上では帯電を防止することができない。
2. 絶縁体は、環境下の湿度が高いと、帯電しにくくなる。
3. 空気中に浮遊する液滴や粉体が導体の場合、帯電しない。
4. 抵抗率が10⁶Ω・m以上の物体は、接地しても帯電防止の効果はない。
5. 液化ガスは、ボンベから気相で放出される場合より、気液混合状態で放出される場合の方が、静電気が多く発生する。

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正解３

解説

誤っているのは３。空気中に浮かぶ液滴や粉体は、まわりの空気で絶縁されているので、導体であっても帯電することがある。１の帯電防止靴は靴底から電荷を床へ逃がすしくみなので、床が絶縁性だと効果がない。２の絶縁体は湿度が高いと表面に水分がついて電荷が逃げやすくなり、帯電しにくくなる。４の抵抗率が非常に大きい（10⁶Ω・m以上の）物体は電気をほとんど通さないので、接地しても電荷が逃げない。５の液化ガスは気相だけより気液混合状態で放出されるほうが、流動による静電気が多く発生する。

間違えやすいポイント

空気中に浮かぶ液滴・粉体は、導体でも周囲が絶縁されているので帯電する。接地が効くのは電気を通す物体だけ。

静電気の発生に関する説明として、次のうち誤っているものはどれか。

1. ２つの固体の摩擦、はく離、衝突などの過程で発生する。
2. 液体をフィルタでろ過する際、イオンの吸着現象により発生する。
3. 固体の破砕などの破壊過程で発生する。
4. 静電誘導や帯電粒子、イオンの付着などにより発生する。
5. 溶解しない粉体と液体を混合してかくはんする場合、かくはん槽の壁面でのみ発生する。

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正解５

解説

誤っているのは５。溶けない粉体と液体をかくはんすると、粉体の粒子はかくはん槽の壁面だけでなく、ほかの粒子とぶつかり合うことでも帯電する。「壁面でのみ」が誤り。１の摩擦・はく離・衝突、２のフィルタでのろ過、３の破砕、４の静電誘導や帯電粒子・イオンの付着は、いずれも静電気が発生する過程。

間違えやすいポイント

「〜でのみ」と限定する選択肢に注意。粉体は壁面でも粒子どうしの接触でも帯電する。

静電容量が50×10⁻¹²F、帯電電位が3,000Vである導体の帯電物質が放電した場合の放電エネルギーとして、次のうち正しいものはどれか。なお、帯電物質が放電する際の放電エネルギーE（J）は、帯電量をQ（C）、帯電電圧をV（V）、静電容量をC（F）として、次の式で与えられるものとする。E＝(１/２)QV　Q＝CV

1. ３×10⁻¹⁹J
2. 1.5×10⁻⁷J
3. ３×10⁻⁷J
4. 2.25×10⁻⁴J
5. 4.5×10⁻⁴J

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正解４

解説

正しいのは４。先に帯電量Qを求め、次に放電エネルギーEを求める。①帯電量：Q＝CV＝50×10⁻¹²F×3,000V＝150,000×10⁻¹²＝1.5×10⁻⁷C。②放電エネルギー：E＝(1/2)QV＝(1/2)×1.5×10⁻⁷C×3,000V＝2,250×10⁻⁷＝2.25×10⁻⁴J。５の4.5×10⁻⁴Jは(1/2)を掛け忘れた値、２の1.5×10⁻⁷は帯電量Qの値で、エネルギーではない。

間違えやすいポイント

Q＝CVで帯電量を出してから、E＝(1/2)QVに代入する。(1/2)の掛け忘れに注意。

📚 この科目の全体像（学習ロードマップ）

それでは続いて、「物理変化と化学変化の違いは？化合・分解も解説」の過去問を見に行きましょう。下の一覧で、いまの回と次の回がひと目でわかります。