遠心力場の粒子の運動

正答 (1)

遠心力場の加速度は、回転半径を r、角速度を ω とすると、rω² で表されます。回転半径が同じなら、加速度は角速度の2乗に比例します。「角速度に比例する」とする選択肢1は誤りです。

空気力学相当径は、密度1 g/cm³の球で、終末沈降速度が同じになる粒子の径です。密度4 g/cm³、直径1 µmの粒子では、1 × √4 ＝ 2 µm になります（選択肢5）。ブラウン運動による拡散係数は、粒径が小さいほど大きくなります（選択肢4）。

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：最高）。

理由：下記の通り、原理「遠心力場の粒子の運動」（過去12回中8回出題）を理解していれば、論点そのものを暗記していなくても、解けるからです。

原理から解く：遠心力場の粒子の運動（過去12回中8回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)誤った記述正答（原理から解ける）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：1回論点「遠心力場の加速度は、角速度が同じであれば、回転半径に比例する。」原理「遠心力場の粒子の運動」：全12回中8回出題
2. (2)正しい記述頻出のおとり：全12回中8回出題（出題確率67％）／同じ記述の出題：2回論点「電界中での帯電している粒子の移動速度は、粒径が小さいほど大きい。」原理「帯電粒子の電界中の移動」：全12回中8回出題
3. (3)正しい記述初見：全12回中1回出題（出題確率8％）論点「拡散効果の影響は、0.1 µmより小さな粒子に対して粒径が小さくなるほど顕著であるが、1 µmより大きな粒子ではほとんど無視できる」
4. (4)正しい記述頻出のおとり：全12回中6回出題（出題確率50％）／同じ記述の出題：2回論点「粒子のブラウン運動による拡散係数は、温度が高いほど大きい。」原理「粒子のブラウン運動と拡散」：全12回中12回出題
5. (5)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）／同じ記述の出題：1回論点「密度 4 g･cm⁻³、直径 1 µmの球形粒子の空気力学相当径は 2 µmである」

正答 (5)

遠心力場における粒子の移動速度は、回転半径に比例し、角速度の2乗に比例します。「回転半径の二乗に反比例する」とする選択肢5は誤りです。

ブラウン運動する粒子の個数濃度が半減するのに要する時間は、濃度が1/10になれば、約10倍になります（初期濃度に反比例します）。個数基準平均径は、小さい粒子が多いので、質量基準平均径より小さくなります。平衡帯電状態では、粒子が大きいほど、1個当たりの平均帯電量は多くなります。空気力学相当径は、粒子の密度を1 g/cm³と定めています。

（参考：『作業環境測定ガイドブック1［鉱物性粉じん・石綿・RCF］の測定の実務』（旧版））

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：最高）。

理由：下記の通り、原理「遠心力場の粒子の運動」（過去12回中8回出題）を理解していれば、論点そのものを暗記していなくても、解けるからです。

原理から解く：遠心力場の粒子の運動（過去12回中8回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）／同じ記述の出題：3回論点「空気中でブラウン運動する粒子の個数濃度が半減する時間は、濃度が1/10になれば約10倍となる」原理「粒子のブラウン運動と拡散」：全12回中12回出題
2. (2)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）論点「空気中に浮遊する粒子を捕集して、それぞれの大きさを計測し、平均粒子径を求める場合、個数基準平均径の方が質量基準平均径より小さくなる」
3. (3)正しい記述頻出のおとり：全12回中3回出題（出題確率25％）論点「平衡帯電状態では粒子が大きいほど1個当たりの平均帯電量は多い。」
4. (4)正しい記述初見：全12回中1回出題（出題確率8％）論点「空気力学相当径は粒子の密度を1g･cm⁻³と定めている。」
5. (5)誤った記述正答（原理から解ける）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：2回論点「遠心力場の加速度は、角速度が同じであれば、回転半径に比例する。」原理「遠心力場の粒子の運動」：全12回中8回出題

この問題のひっかけパターン：遠心力場の移動速度は回転半径に比例（反比例ではない）

遠心力場における粒子の移動速度は、回転半径に比例し、角速度の2乗に比例します。

正答 (1)

遠心力場における粒子の加速度は、回転半径 r と角速度 ω で、rω² と表されます。角速度が同じなら、加速度は、回転半径に比例します。「反比例する」とする選択肢1は誤りです。

ブラウン運動によって、粒子の個数濃度が半減する時間は、濃度が1/10になれば、約10倍になります（初期濃度に反比例します）。個数基準平均径は、質量基準平均径より小さくなります。ブラウン運動による粒子の平均移動距離は、拡散係数の平方根に比例します。微小粒子の終末速度は、粒径の2乗に比例するので、粒径が2倍になれば、4倍になります。

（参考：『作業環境測定ガイドブック1［鉱物性粉じん・石綿・RCF］の測定の実務』（旧版））

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：最高）。

理由：下記の通り、原理「遠心力場の粒子の運動」（過去12回中8回出題）を理解していれば、論点そのものを暗記していなくても、解けるからです。

原理から解く：遠心力場の粒子の運動（過去12回中8回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)誤った記述正答（原理から解ける）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：1回論点「遠心力場の加速度は、角速度が同じであれば、回転半径に比例する。」原理「遠心力場の粒子の運動」：全12回中8回出題
2. (2)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）／同じ記述の出題：3回論点「空気中でブラウン運動する粒子の個数濃度が半減する時間は、濃度が1/10になれば約10倍となる」原理「粒子のブラウン運動と拡散」：全12回中12回出題
3. (3)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）論点「空気中に浮遊する粒子を捕集して、それぞれの大きさを計測し、平均粒子径を求める場合、個数基準平均径の方が質量基準平均径より小さくなる」
4. (4)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「ブラウン運動による粒子の平均移動距離は、拡散係数の平方根に比例する」
5. (5)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「重力による自然沈降の終末速度は、粒径が2倍になれば4倍になる。」

正答 (1)

遠心力場における粒子の移動速度は、回転半径に比例し、角速度の2乗に比例します。「回転半径の二乗に反比例する」とする選択肢1は誤りです。同じ記述は、令和3年度第1回、令和2年度第1回にも出題されています（出題実績）。

ブラウン運動によって、粒子の個数濃度が半減する時間は、濃度が1/10になれば、約10倍になります。個数基準平均径は、質量基準平均径より小さくなります。粒子の帯電量が同じであれば、電界中での移動速度は、小さな粒子のほうが速いです。重力による自然沈降の終末速度は、粒径が2倍になれば、4倍になります。

（参考：『作業環境測定ガイドブック1［鉱物性粉じん・石綿・RCF］の測定の実務』（旧版））

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：最高）。

理由：下記の通り、原理「遠心力場の粒子の運動」（過去12回中8回出題）を理解していれば、論点そのものを暗記していなくても、解けるからです。

原理から解く：遠心力場の粒子の運動（過去12回中8回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)誤った記述正答（原理から解ける）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：2回論点「遠心力場の加速度は、角速度が同じであれば、回転半径に比例する。」原理「遠心力場の粒子の運動」：全12回中8回出題
2. (2)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）／同じ記述の出題：3回論点「空気中でブラウン運動する粒子の個数濃度が半減する時間は、濃度が1/10になれば約10倍となる」原理「粒子のブラウン運動と拡散」：全12回中12回出題
3. (3)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）論点「空気中に浮遊する粒子を捕集して、それぞれの大きさを計測し、平均粒子径を求める場合、個数基準平均径の方が質量基準平均径より小さくなる」
4. (4)正しい記述頻出のおとり：全12回中8回出題（出題確率67％）／同じ記述の出題：2回論点「電界中での帯電している粒子の移動速度は、粒径が小さいほど大きい。」原理「帯電粒子の電界中の移動」：全12回中8回出題
5. (5)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「重力による自然沈降の終末速度は、粒径が2倍になれば4倍になる。」

この問題のひっかけパターン：遠心力場の移動速度は回転半径に比例（反比例ではない）

遠心力場における粒子の移動速度は、回転半径に比例し、角速度の2乗に比例します。