第151問化学量論組成の可燃性混合ガスと、爆発限界付近の組成の可燃性混合ガスの最小発火エネルギーについて正しいものはどれか。
- A爆発限界付近の組成のほうが小さなエネルギーで発火する。
- Bどちらも必要な発火エネルギーは同じである。
- C化学量論組成のほうが小さなエネルギーで発火する。
- D圧力にのみ依存し組成による違いはない。
高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 ④ 保安管理1：燃焼爆発・ガス性質・材料・計測
保安管理技術科目のうち、燃焼・爆発の現象、各種ガスの性質、材料、計測を扱う分野です。爆発範囲や最小発火エネルギー、爆ごう、BLEVEなどの爆発現象、一酸化炭素やヘリウムなど個別ガスの性質と用途が頻出します。危険性を正しく理解することが保安の出発点となるため、燃焼・爆発の基本原理とガスごとの特徴をセットで押さえましょう。現象の仕組みとその防止策を結びつけて覚えると、応用問題にも対応しやすくなります。
この分野の問題50問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →第152問爆ごうにおける火炎の伝播速度について正しいものはどれか。
- A火炎の伝播速度は音速を超えて広がる。
- B火炎の伝播速度は音速の半分程度である。
- C火炎の伝播速度は音速とほぼ同じである。
- D火炎の伝播速度は燃焼圧力に反比例して低下する。
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第153問高圧状態で貯蔵されている液化ガスの容器が破裂した際に起こる、液化ガスの爆発的な沸騰・蒸発現象を何というか。
- A粉じん爆発
- B分解爆発
- C蒸気爆発
- D爆ごう
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第154問可燃性ガスの爆発範囲に対する酸素の影響として正しいものはどれか。
- A空気中に比べて酸素中では爆発範囲が狭くなる。
- B空気中と酸素中で爆発範囲は変わらない。
- C酸素中では可燃性ガスの下限界のみが大きく上昇する。
- D空気中に比べて酸素中では爆発範囲が広くなる。
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第155問一酸化炭素の性質について正しいものはどれか。
- A無色・無臭の不燃性ガスである。
- B無色・無臭の可燃性ガスである。
- C淡黄色の刺激臭をもつ可燃性ガスである。
- D炭化水素系燃料の完全燃焼によって発生する。
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第156問ヘリウムの性質や用途として正しいものはどれか。
- A沸点が物質の中で最も高い。
- Bリークテスト用ガスとして用いられる。
- C化学的に極めて活性なガスである。
- D空気よりも重く滞留しやすい。
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第157問シアン化水素の性質として正しいものはどれか。
- A塩素のような特有の刺激臭をもつ淡黄色のガスである。
- B無臭で毒性が弱く不燃性のガスである。
- Cアーモンドのような特有の臭いをもち極めて毒性の強い可燃性ガスである。
- D無色で毒性は強いが不燃性のガスである。
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第158問メタンの性質について正しいものはどれか。
- A空気より重く低い所に滞留しやすい。
- B空気とほぼ同じ重さで拡散しにくい。
- C強い刺激臭をもつ支燃性ガスである。
- D空気より軽く高い所に滞留しやすい。
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第159問塩素の性質として正しいものはどれか。
- A無色無臭のガスで、酸化剤として作用する。
- B激しい刺激臭のある毒性が強いガスで、可燃性物質に対して支燃性を示す。
- C腐食性が強いが、可燃性物質に対する支燃性はない。
- D化学的に極めて不活性な不燃性ガスである。
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第160問アンモニアが酸素中で燃焼した際に生成される物質はどれか。
- A一酸化窒素と水
- B二酸化窒素と水素
- C窒素酸化物のみ
- D窒素と水
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第161問低温での脆性破壊を防止するために適した材料の変更はどれか。
- A炭素鋼からオーステナイト系ステンレス鋼へ変更する。
- Bオーステナイト系ステンレス鋼から炭素鋼へ変更する。
- C炭素鋼からクロムモリブデン鋼へ変更する。
- Dクロムモリブデン鋼からアルミニウムへ変更する。
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第162問高温クリープによる著しい変形のおそれがある場合の材料選定として正しいものはどれか。
- Aクロムモリブデン鋼よりも炭素鋼を選定する。
- B銅合金を優先して選定する。
- Cアルミニウム合金を選定する。
- D炭素鋼よりもクロムモリブデン鋼を選定する。
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第163問アンモニア溶液の冷却を行う熱交換器のチューブにおける銅合金の使用について正しいものはどれか。
- A熱伝導率が高いため最も適している。
- Bアンモニアに対して激しい腐食性を示すため採用できない。
- Cアンモニアに対して耐食性があるため適している。
- D低温脆性破壊を防ぐためのみに使用される。
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第164問高温高圧の水素ガス配管の材料選定に用いられ、使用できる水素分圧および温度の限界を示したものはどれか。
- Aイオン化列
- B状態図
- Cネルソン線図
- Dクリープ曲線
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第165問機器および設備に故障が生じたときでも、装置が安全な状態になるように設計上配慮することを何というか。
- Aフール・プルーフ
- Bカスケード制御
- Cフェール・セーフ
- Dフィードバック制御
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第166問人為的に不適切な操作や過失を犯さないよう配慮し、ミスをしても安全性を保持することを何というか。
- Aフール・プルーフ
- Bフェール・セーフ
- Cインターロック
- D冗長化
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第167問熱電温度計の測定原理として利用されているものはどれか。
- A導体の電気抵抗が温度によって変化する現象
- B2種類の導体の接合点の温度差によって生じる熱起電力
- C金属の熱膨張による機械的な変位
- D流体の圧力変化に伴う管の変形
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第168問ブルドン管圧力計の測定範囲について正しいものはどれか。
- A正のゲージ圧力のみ測定できる。
- B負のゲージ圧力(真空圧)のみ測定できる。
- C正のゲージ圧力および負のゲージ圧力の両方を測定できる。
- D絶対圧力のみを測定できる。
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第169問1つの調節計の出力値により他の調節計の目標値を制御する方法を何というか。
- Aカスケード制御
- Bフィードフォワード制御
- Cオンオフ制御
- Dフィードバック制御
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第170問ディスプレーサ式液面計の測定原理として正しいものはどれか。
- Aディスプレーサの電気抵抗の変化を検出する。
- B液面からの超音波の反射時間を測定する。
- Cガラス管を通して液面を直接目視する。
- D液中に浸したディスプレーサの沈む深さに比例した浮力の変化を検出する。
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正解：D．液中に浸したディスプレーサの沈む深さに比例した浮力の変化を検出する。
ディスプレーサ式液面計は、液に浸かったディスプレーサに働く浮力の変化を利用して液面を測定します。
この問題の解説ページを開く →第171問高圧ガス設備の安全弁からベント配管に急速に高圧ガスが放出された際の発火原因として正しいものはどれか。
- A摩擦による静電気の蓄積
- B衝撃波によるガスの急激な圧縮と高温化
- C配管内のサビとガスの化学反応
- D放出による断熱膨張での温度低下
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第172問温度低下に伴う可燃性混合ガスの爆発限界の変化について正しいものはどれか。
- A密度が大きくなるため爆発範囲が広がる。
- B発火エネルギーが低下するため爆発範囲が広がる。
- C燃焼速度が低下するため爆発範囲が狭まる。
- D温度変化は爆発限界に影響を与えない。
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第173問可燃性混合ガスの消炎距離と圧力の関係について正しいものはどれか。
- A高圧になると消炎距離は大きくなり消炎しやすくなる。
- B高圧になると消炎距離は小さくなり消炎しやすくなる。
- C圧力は消炎距離に影響を与えない。
- D高圧になると消炎距離は小さくなり消炎しにくくなる。
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第174問粉じん爆発に関する記述として正しいものはどれか。
- A石炭や金属などの微細な粉体が浮遊し発火源があると爆発が生じることがある。
- B可燃性の粉体が空気中に浮遊していても爆発は起きない。
- C粉体の種類によらず、爆発エネルギーは常に一定である。
- D粉じん爆発は密閉空間でのみ発生し、開放空間では起こらない。
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正解：A．石炭や金属などの微細な粉体が浮遊し発火源があると爆発が生じることがある。
石炭や小麦、金属などの微細な可燃性粉体が空気中に浮遊する状態では、発火源により爆発が生じます。
この問題の解説ページを開く →第175問可燃性ガスの爆発限界に与える圧力の影響について正しいものはどれか。
- A一般に高圧になると下限界は低下し、上限界は上昇して爆発範囲が広がる。
- B一般に高圧になると下限界は上昇し、爆発範囲は狭まる。
- C圧力が高くなっても爆発限界は変化しない。
- D一般に高圧になると上限界が低下し、爆発範囲は狭まる。
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正解：A．一般に高圧になると下限界は低下し、上限界は上昇して爆発範囲が広がる。
可燃性ガスの爆発限界は圧力により変化し、高圧になると下限界が低下し上限界が上昇するため爆発範囲は広がります。
この問題の解説ページを開く →第176問水素ガスが材料に与える影響(水素脆化)のメカニズムとして正しいものはどれか。
- A水素が金属表面を酸化させて保護被膜を破壊する。
- B水素と金属が化合して金属水素化物となり溶融する。
- C水素の還元作用により金属表面の炭素が奪われる。
- D水素が金属結晶格子の中に侵入し拡散することで強度が劣化する。
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第177問プロピレンの化学変化に関する記述として正しいものはどれか。
- A重合すればプロパンとなり、水素化すればポリプロピレンとなる。
- B重合すればポリプロピレンとなり、水素化すればプロパンとなる。
- C水素化しても化学構造は変化しない。
- D酸化すればプロパンとなり、重合すればポリプロピレンとなる。
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第178問アセチレンが特定の金属と接触した際の危険性について正しいものはどれか。
- A鉄と接触すると鉄アセチリドを生成し爆発する。
- Bアルミニウムと接触すると激しく酸化発熱する。
- C銅や銀と接触すると金属アセチリドを生成し分解爆発を引き起こす。
- Dいかなる金属と接触しても安定である。
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正解：C．銅や銀と接触すると金属アセチリドを生成し分解爆発を引き起こす。
アセチレンは銅や銀、それらの塩と接触すると衝撃に敏感な金属アセチリドを生成し、分解爆発の危険が高まります。
この問題の解説ページを開く →第179問マグネシウムやナトリウムの火災に対する二酸化炭素消火の有効性について正しいものはどれか。
- A金属が二酸化炭素から酸素を奪って燃焼するため消火には無効である。
- B冷却効果が高いため消火に極めて有効である。
- C酸素を遮断する効果があるため消火に有効である。
- D不活性ガスであるため金属と反応せず安全に消火できる。
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正解：A．金属が二酸化炭素から酸素を奪って燃焼するため消火には無効である。
マグネシウムやナトリウムは二酸化炭素の酸素を奪って燃焼を継続するため、二酸化炭素は消火に無効です。
この問題の解説ページを開く →第180問酸化エチレンの性質として正しいものはどれか。
- A無色の可燃性ガスであり、目や粘膜を刺激する毒性がある。
- B無色無臭の不燃性ガスであり、毒性はない。
- C淡黄色のガスであり、強い腐食性をもつ。
- D不燃性の気体であり、麻酔ガスとして広く用いられる。
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第181問異種金属接触腐食において、どちらの金属が陽極(マイナス極)となり腐食が促進されるかについて正しいものはどれか。
- A常にイオン化列の順序に従って決定される。
- B接触する金属の質量の大小によって決定される。
- C常に硬度の低い金属が腐食される。
- D電解質溶液の環境によって異なることがあり、必ずしもイオン化列順ではない。
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正解：D．電解質溶液の環境によって異なることがあり、必ずしもイオン化列順ではない。
異種金属接触腐食においてどちらが腐食されるかは、環境によって異なるため必ずしもイオン化列順とは限りません。
この問題の解説ページを開く →第182問エロージョン(機械的損傷)とコロージョン(腐食)が同時に作用する環境での現象として正しいものはどれか。
- A腐食生成物が蓄積し、配管が閉塞しやすくなる。
- B流体中の気泡がクッションとなり、腐食速度は低下する。
- C機械的損傷と腐食は互いに相殺し合う。
- D保護性のある皮膜が除去され金属表面が露出するため、腐食が促進されやすい。
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正解：D．保護性のある皮膜が除去され金属表面が露出するため、腐食が促進されやすい。
固体粒子の衝突などで保護皮膜が除去されると金属表面が露出し、腐食(コロージョン)が著しく促進されます。
この問題の解説ページを開く →第183問オーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れが発生しやすい環境はどれか。
- A高濃度の水素ガス環境
- B乾燥した窒素ガス環境
- C塩化物を含む環境
- D純水環境
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第184問炭素鋼配管内部の「さびこぶ」の下で孔状の腐食が進行する理由として正しいものはどれか。
- Aさびこぶの下は酸素供給が豊富になり正極となるため。
- Bさびこぶの下は酸素の供給が遮断されて負極(アノード)となるため。
- Cさびこぶが流速を高めエロージョンを引き起こすため。
- Dさびこぶの主成分が強い酸性を示すため。
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正解：B．さびこぶの下は酸素の供給が遮断されて負極(アノード)となるため。
さびこぶの下は溶存酸素の供給が遮断されて負極(アノード)となるため、金属が溶出して孔食が進行します。
この問題の解説ページを開く →第185問海水中(高塩化物イオン環境)における亜鉛と銅の耐食性について正しいものはどれか。
- A亜鉛も銅も保護性皮膜が破壊されず、耐食性が良い。
- B亜鉛は銅と異なり、局部的な皮膜破壊が起こる。
- C銅は亜鉛と異なり、全体的に激しく腐食する。
- D亜鉛も銅も海水とは激しく反応し溶解する。
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第186問ベンチュリ流量計とオリフィス流量計の比較について正しいものはどれか。
- Aベンチュリ流量計はオリフィス流量計に比べ圧力損失が小さく、沈殿物がたまりにくい。
- Bベンチュリ流量計はオリフィス流量計に比べ圧力損失が大きい。
- Cオリフィス流量計のほうが構造上沈殿物がたまりにくい。
- Dどちらも圧力損失の大きさや沈殿物のたまりやすさは同じである。
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正解：A．ベンチュリ流量計はオリフィス流量計に比べ圧力損失が小さく、沈殿物がたまりにくい。
ベンチュリ流量計はオリフィス流量計よりも圧力損失が小さく、異物を含む流体に適しています。
この問題の解説ページを開く →第187問高粘度で小流量の液体の流量測定に適した流量計はどれか。
- A容積式流量計
- Bタービン式流量計
- Cベンチュリ流量計
- Dオリフィス流量計
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第188問透視式ゲージグラスの特徴として正しいものはどれか。
- A反射を利用するため透明な液体の測定にのみ用いられる。
- B金属管内にフロートを浮かべる構造である。
- Cガラスを通して液面を直視するため不透明な液体や界面の測定に適している。
- D液面を測定できず、流速の測定に特化している。
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正解：C．ガラスを通して液面を直視するため不透明な液体や界面の測定に適している。
透視式ゲージグラスは液面を直視できるため、不透明な液体や2つの液体の界面測定に適しています。
この問題の解説ページを開く →第189問毒性の強い液体の液面測定に金属管式マグネットゲージを用いる理由として適切なものはどれか。
- Aガラスを使用しないため高圧下や毒性液体の漏えいリスクを低減できるから。
- B内部の液体を直接視認でき色調の変化を観察しやすいから。
- Cガラス製ゲージグラスよりも軽量で設置が容易だから。
- D超音波を利用して外部から非接触で測定できるから。
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正解：A．ガラスを使用しないため高圧下や毒性液体の漏えいリスクを低減できるから。
金属管式マグネットゲージはフロートと磁石を用いる構造で密閉性が高く、毒性液や高圧下の液面測定に適しています。
この問題の解説ページを開く →第190問抵抗温度計の測温抵抗体材料として白金が適している理由はどれか。
- A2種の金属の温度差で熱起電力が発生するため。
- B温度変化に対して電気抵抗が変化するため。
- C温度が上昇すると熱膨張で長さが大きく変化するため。
- D高温で強い磁性を帯びるため。
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第191問配管内の爆発火災を対象とする最大安全すき間と消炎距離の大きさの関係について正しいものはどれか。
- A最大安全すき間の値は消炎距離よりも大きい。
- B最大安全すき間の値は消炎距離よりも小さい。
- C最大安全すき間と消炎距離は全く同じ値である。
- D使用するガスの種類によって大小関係が逆転する。
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第192問不活性ガスの添加による可燃性混合ガスの爆発防止効果について正しいものはどれか。
- A不活性ガスの体積比率が同じであれば、その種類によらず効果は同じである。
- B不活性ガスの体積比率が同じであっても、その種類によって効果は異なる。
- C不活性ガスの添加は爆発上限界のみを低下させる。
- D窒素は二酸化炭素よりも常に高い爆発防止効果をもつ。
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正解：B．不活性ガスの体積比率が同じであっても、その種類によって効果は異なる。
不活性ガスの種類(比熱や熱伝導率等の違い)によって、同じ体積比率を添加しても爆発防止効果は異なります。
この問題の解説ページを開く →第193問可燃性混合ガスが高温物体と接触したときの発火に関する記述として正しいものはどれか。
- A発火するかどうかは物体の温度だけで決まる。
- B発火するかどうかは物体の温度だけでなく表面形状や大きさにも影響される。
- C高温物体の表面が滑らかであれば発火することはない。
- D物体の大きさが小さいほど発火に必要な温度は低くなる。
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正解：B．発火するかどうかは物体の温度だけでなく表面形状や大きさにも影響される。
高温物体との接触による発火は、物体の温度だけでなく熱の蓄積等に関わる表面形状や大きさにも影響されます。
この問題の解説ページを開く →第194問エチレンの水に対する溶解性について正しいものはどれか。
- A水によく溶解する。
- B水と反応してアルコールを生成する。
- C水にほとんど溶解しない。
- D高温でのみ水によく溶解する。
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第195問二酸化炭素の水に対する溶解性について正しいものはどれか。
- A水によく溶解し、室温付近での溶解量は水とほぼ同体積になる。
- B水にはほとんど溶解しない。
- C高圧下でなければ水には溶解しない。
- D水に溶解すると強アルカリ性を示す。
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第196問孔食などの局部腐食が予想される場合の機器の肉厚設計として一般的な考え方はどれか。
- A全面腐食と同様に一定の腐食しろを加えた厚さで設計するのが原則である。
- B進行速度の推定が難しいため、腐食しろを加えた厚さで設計すべきではない。
- C局部腐食部位のみをステンレス鋼に置き換えて厚さは変えない。
- D厚さを2倍にして設計すれば局部腐食は完全に防止できる。
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正解：B．進行速度の推定が難しいため、腐食しろを加えた厚さで設計すべきではない。
孔食などの局部腐食は進行速度の予測が困難であるため、単に腐食しろを加えた設計で対処するべきではありません。
この問題の解説ページを開く →第197問ステンレス鋼の高温環境下における炭素の変化について正しいものはどれか。
- A炭素鋼と異なり浸炭も脱炭も生じない。
- B浸炭は生じるが脱炭は生じない。
- C炭素鋼と同様に高温では浸炭も脱炭も生じる。
- D脱炭は生じるが浸炭は生じない。
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第198問炭素鋼配管の高温ガス腐食を防止するための対策として正しいものはどれか。
- A外部電源法などの電気防食法を適用する。
- B配管に直流電流を流すことで高温ガス腐食を完全に防ぐことができる。
- C犠牲陽極法を用いれば高温ガス腐食を防止できる。
- D高温ガス腐食に対して電気防食法は適用できない。
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第199問タービン式流量計が高粘度の流体の測定に適さない理由として正しいものはどれか。
- A粘度が高いと羽根車が逆回転するため。
- B圧力損失が容積式流量計より極めて大きくなるため。
- C内部でキャビテーションが激しく発生するため。
- D高粘度流体では層流が支配的となり、指示値が実流量より小さくなるため。
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正解：D．高粘度流体では層流が支配的となり、指示値が実流量より小さくなるため。
タービン式流量計は乱流を前提としているため、層流となる高粘度流体では指示値が小さくなり適しません。
この問題の解説ページを開く →第200問運転温度800℃の設備の温度監視に適した熱電温度計の材質組み合わせはどれか。
- A銅とコンスタンタン
- B白金と白金ロジウム
- C鉄とコンスタンタン
- Dクロメルとアルメル