例題:エネルギー管理士試験の問題にチャレンジ
次の文章の□の中に入る適切な単位を回答群から選び、その記号を答えよ。
3種類の気体燃料、水素(H2)、メタン(CH4)、プロパン(C3H8)の低発熱量を比較したとき、単位体積当たりの発熱量が最も大きいのは( 1 ) 、最も小さいのは( 2 )である。単位質量当たりの発熱量が最も大きいのは( 3 )であり、他の二種類はほぼ同程度である。
- ア:H2
イ:CH4
ウ:C3H8
解答
(1)ウ (2)ア (3)ア
単位体積当たりの発熱量は下記表のようになります。
物質名 | 化学式 | 発熱量 | 密度 | 発熱量 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
kJ/Nm3 | kg/m3 | kJ/kg | |||||||
水素 | H2 | 12.8 | 0.0899 | 142.38 | |||||
メタン | CH4 | 39.7 | 0.7167 | 55.39 | |||||
プロパン | C3H8 | 99.0 | 2.01 | 49.25 | |||||
ブタン | C4H10 | 128.4 | 2.76 | 46.52 | |||||
空気 | (主にN2) | - | 1.293 | - |
単位体積当たりで発熱量を比べると、
C3H8 > CH4 > H2
となります。
一方単位質量当たりの発熱量=高発熱量(MJ/Nm3) / 質量(kg / Nm3)で表され、それぞれを求めると
CH4=39.8(MJ / Nm3)/0.715(kg / Nm3)=55.4(MJ / kg)
C3H8=99.0(MJ / Nm3)/2.01(kg / Nm3)=49.3(MJ / kg)
H2=12.8(MJ / Nm3)/0.090(kg / Nm3)=142.4(MJ / kg)
となり、水素の発熱量が最も大きいことが分かります。