熱工学

熱工学は、1級管工事施工管理技士 第一次検定の平成29年度〜令和8年度（10回）のうち10回で出題された論点です（収録730問中32問・重要度A）。出題されるのは一般基礎です。

覚える要点

• カルノーサイクルは等温膨張（高温熱源から受熱）→断熱膨張→等温圧縮（低温熱源へ放熱）→断熱圧縮の4つの可逆過程で、熱の出入りは等温過程だけ。効率は1－T2/T1で、両熱源の温度差が大きいほど高い
• 断熱膨張では気体の温度が下がり、断熱圧縮では上がる。不可逆変化ではエントロピーが増加する（減少は誤り）。エンタルピーは内部エネルギーに外部への体積膨張の仕事を加えた状態量
• 気体は常に定圧比熱が定容比熱より大きく（比熱比は1より大きい）、固体・液体ではほぼ等しい。理想気体の体積は絶対温度に比例し、圧力に反比例する
• 熱放射は電磁波による熱移動で真空中でも伝わり、放射熱量は絶対温度の4乗に比例する。熱伝導の熱流は温度勾配に比例し（フーリエの法則）、熱伝達率は表面に当たる気流の速さで変わる
• 密度差による浮力で流れが起きる熱移動が自然対流熱伝達、送風機・ポンプによるものが強制対流熱伝達。熱通過率K＝1/（1/α1＋L/λ＋1/α2）で、熱通過量は温度差と面積に比例する（壁厚の2乗に反比例は誤り）
• 圧縮式冷凍サイクルの成績係数は、蒸発温度を高く、凝縮温度を低くすると大きくなる。冷媒は蒸発潜熱で冷却し、モリエ線図では比エンタルピー一定の垂直線が膨張弁、右上がりの線が圧縮機
• 湿り空気を加熱すると絶対湿度は変わらず相対湿度が下がり、露点より高い温度の冷却でも絶対湿度は変わらない。水スプレー加湿は湿球温度一定で左上へ、蒸気加湿はほぼ真上で湿球温度も上がり、固体吸着減湿は乾球温度が上がる
• 必要な空気過剰率は気体燃料＜液体燃料＜固体燃料で、大きすぎると排ガスの熱損失が増える。窒素酸化物は高温燃焼で多く出る。高発熱量は水蒸気の凝縮潜熱を含み、低発熱量は含まない

勉強のしかた：毎回3〜4問の必須問題。熱力学（カルノーサイクル・比熱・エントロピー）、伝熱（熱放射の媒体、熱伝達率と気流）、冷凍サイクルの成績係数、湿り空気の状態変化（水加湿と蒸気加湿）、燃焼（空気過剰率・NOx）が交互に出る。気体の状態方程式や熱伝導率の計算も出るので、単位の換算を確かめておく。

この論点の引っかけ・間違えやすい点

収録している過去問の解説から、熱工学で間違えやすい点を集めました。

• 令和8年度 問題A No.5：カルノー効率は「1 − 低温/高温（絶対温度）」。両熱源の温度差が大きいほど効率が高い。
• 令和8年度 問題A No.6：J（ジュール）は熱量、W（ワット）は1秒当たりの熱量。まず時間で割ってWに直す。
• 令和8年度 問題A No.7：冷却コイルの出口空気は、Aとコイル表面の状態点（装置露点）を結ぶ直線上に来る。表面の空気層そのものは飽和空気線上にある。
• 令和8年度 問題A No.9：断熱は表面結露を防ぐ。ただし断熱材の内部や外気側で起こる内部結露には、室内側の防湿層が必要になる。
• 令和7年度 問題A No.5：圧力が1/2になると体積は2倍、絶対温度が1.2倍になると体積は1.2倍になる。
• 令和7年度 問題A No.6：単一の平板壁の熱伝導だけなら熱量は壁厚に反比例（1乗）する。「2乗」が誤りの目印である。

この論点の問題

同じ分野で出る論点

一般基礎では次の論点も問われます（問題の多い順）。まとめて対策すると得点が安定します。

出題実績は資格試験対策.netが平成29年度〜令和8年度の収録問題を集計したものです。要点と解説は当サイトの独自コンテンツです。最終更新 2026年10月26日（月）。