1級管工事施工管理技士 過去問
令和7年度(2025年)
問4 (問題A ユニットa 問4)
問題文
水平な円管の直管部に水が流れている場合、( A )のために流体摩擦が働いて、圧力損失を生じる。
ダルシー・ワイスバッハの式は、この圧力損失が、( B )に比例することを表している。
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問題
1級管工事施工管理技士試験 令和7年度(2025年) 問4(問題A ユニットa 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
水平な円管の直管部に水が流れている場合、( A )のために流体摩擦が働いて、圧力損失を生じる。
ダルシー・ワイスバッハの式は、この圧力損失が、( B )に比例することを表している。
- A:慣性 B:管内径
- A:慣性 B:管長
- A:粘性 B:管内径
- A:粘性 B:管長
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この過去問の解説 (2件)
01
流体に関する用語とその意味の問題です。
流体が運動するとき、粘性により、流体と流体、流体と固体(管壁)との間に摩擦(流体摩擦)が生じます。
流体と流体との間の摩擦を、内部摩擦と言います。
流体と固体(管壁)との間の摩擦を、外部摩擦と言います。
流体摩擦によって、流体運動の抵抗となり、エネルギーを損失し、これが圧力損失となって現れます。
ダルシー・ワイスバッハの式は、圧力損失Δpを計算する式です。
Δp=p1-p2=λ・(ℓ/d)・(ρv2/2)
ここで、λ:摩擦係数、ℓ:管の長さ、d:管径、ρv2/2:動圧
式から、次のことが分かります。
圧力損失Δpは、管の長さに比例し、管径に反比例する。
誤
A:粘性 B:管長
誤
A:粘性 B:管長
誤
A:粘性 B:管長
正
冒頭の解説どおりです。
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02
流体が流れる際に生じる摩擦(流体摩擦)の原因となる「粘性」の性質と、 圧力損失を計算する「ダルシー・ワイスバッハの式」における各変数の関係を理解することが重要です。
ダルシー・ワイスバッハの公式は、以下の通りです。
Δp = λ ・ (ℓ / d) ・ (ρv² / 2)
Δp:圧力損失
λ:摩擦係数
ℓ:管の長さ
d:管径
ρv² / 2:動圧
この式から、圧力損失(Δp)は管の長さ(ℓ)に比例し、管径(d)に反比例することがわかります。
×… Aは「粘性」、Bは「管長」が正しいため、不適当です。 流体摩擦は慣性ではなく、流体の粘性(流体と管壁などの間の摩擦)によって生じます。
×… Aは「粘性」が正しいため、不適当です。 Bの「管長に比例する」という点は正しいですが、Aが誤りです。
×… Bは「管長」が正しいため、不適当です。 ダルシー・ワイスバッハの式において、圧力損失は管内径に「反比例」するため、比例の関係としては不適当です。
〇… A(粘性)およびB(管長)の組合せは、公式の性質と一致するため、適当です。 流体は「粘性」があるために摩擦が生じ、その損失は「管長」に比例して大きくなります。
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