令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力（電気技術者試験センター）問15(b)
電力
二酸化炭素に関する問題
選択肢を押すと、その場で答え合わせ。電験三種の過去問 400問を、解説つき・無料・登録不要で続けて解けます。
重油専焼火力発電所が出力1 000 MW で運転しており，発電端効率が41 ％，重油発熱量が44 000 kJ/kg であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，重油の化学成分(重量比)は炭素85 ％，水素15 ％，炭素の原子量は12，酸素の原子量は16 とする。
(b) 1 日に発生する二酸化炭素の重量の値[t]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 19.5×10³
- 212.8×10³
- 315.0×10³
- 417.6×10³
- 528.0×10³
答えと解説
✓ これが正解315.0×10³
解説
1日の炭素約4 071 tに44／12を掛け、約15.0×10³ tです。
燃料に含まれる炭素が燃えるとき、炭素1個に酸素2個が結び付いて二酸化炭素になります（C＋O₂→CO₂）。1日に燃える炭素の重さを求め、分子量の比で二酸化炭素の重さに換算します。
(a)で求めたとおり、重油消費量は約199.6 t/hです（1 000×10³ kW×3 600 s÷(0.41×44 000 kJ/kg)より）。1日（24時間）では199.6×24≒4 790 tの重油を使います。このうち炭素は重量比85 ％なので、炭素の重さは4 790×0.85≒4 071 tです。
炭素の原子量は12、二酸化炭素の分子量は12＋16×2＝44なので、炭素12 tから二酸化炭素44 tができます。したがって二酸化炭素の重さは4 071×44／12≒1.493×10⁴ t、すなわち約15.0×10³ tです。
検算として、重油1 t当たりの二酸化炭素を先に求めると0.85×44／12≒3.117 tで、これに1日の重油量4 790 tを掛けると約1.493×10⁴ tとなり一致します。水素は燃えると水になり、二酸化炭素の量には関係しません。
炭素の量に44／12を掛ける、と炭素と二酸化炭素の重さの比で覚えると、1日の量にも手早く換算できます。
ほかの選択肢の解説
- 19.5×10³：9.5×10³ tは、炭素4 071 tに一酸化炭素の分子量の比28／12を掛けた値（約9.50×10³ t）です。炭素が完全に燃えると酸素原子2個と結び付くので、二酸化炭素の分子量44で換算します。
- 212.8×10³：12.8×10³ tは、正しい計算の結果より小さい値です。1日の重油約4 790 tのうち炭素は85 ％の約4 071 tで、これに44／12を掛けると約14.9×10³ tとなり、12.8×10³ tにはなりません。
- 417.6×10³：17.6×10³ tは、重油4 790 tの全部を炭素とみなし、4 790×44／12≒1.76×10⁴ tとした値です。重油の85 ％だけが炭素で、残りの水素は燃えても二酸化炭素にならないので、0.85を掛ける必要があります。
- 528.0×10³：28.0×10³ tは、正しい計算の結果のおよそ1.9倍の値です。炭素約4 071 tに44／12を掛けると約14.9×10³ tで、0.85を掛けずに重油の全量を炭素とみなしても約17.6×10³ tにとどまります。
出典：令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力 問15(b)（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
同じ分野の問題
この解説に誤りを見つけたら教えてください。直して、直した記録を残します。誤りを報告する（メールが開きます）