ビル管理士試験 H28年 問99 問題と解説

　問 題　　　　　

都市ガス(13A)とLPガスの性質に関する次の文章の(　)内に入る語句の組合せとして、最も適当なものはどれか。

都市ガス(13A)は、空気より(　ア　)、LPガスは空気より(　イ　)。ガス1m³を燃焼させるのに必要な空気量は、都市ガス(13A)に比べてLPガスの方が(　ウ　)。また、容積当たりの発熱量は、LPガスに比べて都市ガス(13A)の方が(　エ　)。

　　　ア　　　イ　　　ウ　　　　エ

1. 軽く　　重い　　多い　　　少ない
2. 軽く　　重い　　少ない　　多い
3. 重く　　軽い　　多い　　　少ない
4. 重く　　軽い　　少ない　　多い
5. 重く　　軽い　　少ない　　少ない

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

LPガスの主成分はプロパンとn-ブタン、都市ガスの主成分はメタンです。これは最重要知識として押さえておいてください。

(　ア　)と(　イ　)について、空気の平均分子量は28.8(=分子量28のN₂が8割で分子量32のO₂が2割として計算)であるので、メタン(CH₄)が主成分の都市ガスはこれよりも軽くなります。一方、プロパン(C₃H₈)やn-ブタン(C₄H₁₀)から成るLPガスは空気よりも重くなります。

よって、(　ア　)には「軽く」が、(　イ　)には「重い」が入ります。

(　ウ　)について、都市ガス(メタン)は炭化水素のなかでは理論空気量は低いのが特徴です。具体的には、以下の様な理論空気量となっています。

• メタン　：10.95 m³_N/m³_N
• プロパン：23.8 m³_N/m³_N
• n-ブタン：30.9 m³_N/m³_N

これは知識として押さえておいてももちろん良いのですが、燃焼の化学反応式を書くことでも大小関係がわかります。以下の化学反応式のうち、酸素(O₂)の係数が多いほど、理論空気量も係数に比例して大きくなります。

よって、(　ウ　)は「多い」となります。

最後の(　エ　)について、炭化水素で比べると、炭素数が多いほど発熱量が大きいです。よって、LPガスに比べて都市ガス(13A)のほうが発熱量は少なくなるので、(　エ　)は「少ない」です。

具体的には、以下のような発熱量となっています。

• メタン　：46.1 [MJ/m³_N]
• プロパン：102 [MJ/m³_N]
• n-ブタン：134 [MJ/m³_N]