H29年 大気特論 問1 問題と解説

各種燃料の発熱量(気体燃料はMJ/m³_N、液体燃料はMJ/L、固体燃料はMJ/kg)の大小関係として、誤っているものはどれか。

1. エタン　＞　水素　＞　メタン
2. プロパン　＞　エタン　＞　メタン
3. C重油　＞　軽油　＞　ガソリン
4. A重油　＞　灯油　＞　ナフサ
5. オイルコークス　＞　コークス　＞　石炭(一般炭)

　解 説　　　　

(1)は大きいとか小さいとか考えるまでもなく、エタンと水素とメタンの3つの並びがおかしいです。というのも、メタン(CH₄)は最も単純な炭化水素で、エタン(C₂H₆)はメタンより炭素数が1増えた炭化水素です。つまり、両者の性質はかなり似ているはずなので、エタンとメタンの間に性状が異なる水素(H₂)が入るのは不自然です。

よって、選択肢(1)が誤りの並びであると判断することができます。実際の試験では上記のような考え方で答えれば構わないと思いますが、必ずしもこのような都合の良い並び順になっているとは限らないので、真っ当な知識についても覚えておく必要があります。

代表的な気体燃料である水素(H₂)、メタン(CH₄)、エタン(C₂H₆)、プロパン(C₃H₈)の4種類について体積あたりの発熱量を比較すると、この4つに限っては、分子量が大きいものほど発熱量が高くなります。つまり、プロパン＞エタン＞メタン＞水素となります。

参考までに、具体的な数値も載せておきますが、これを正確に覚えておく必要はありません。もし覚えるとしても、それぞれ、約100、約70、約30、約10程度に記憶しておけば充分だと思います。

• プロパン：101.3[MJ/m³_N]
• エタン　：70.7[MJ/m³_N]
• メタン　：39.8[MJ/m³_N]
• 水素　　：12.8[MJ/m³_N]