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こんにちは！Daveです。
「各科目でどんな問題がどのくらい出るのか分からない」
「熱力学と言っても範囲が広くてどこを勉強すればいいのかよく分からない」
そんなあなたに向けて書きました！
「FE(Fundamental Engineer)ファンダメンタルエンジニア【熱力学編】」です。
▼目次
- FE（Fundamental Engineer）試験における熱力学（Thermodynamics）分野
- 熱力学で出題される問題タイプ
- FE試験における熱力学の傾向と対策
- まとめて分かった！【熱力学は得意・不得意が分かれる！味方としては強い】
１．FE（Fundamental Engineer）試験における熱力学（Thermodynamics）分野
１．熱力学の問題レベル
基礎問題が解ければ問題ないレベル。
内部エネルギの変化量の問題や熱サイクルの問題が出るようです。
リファレンス（Reference book）にも様々な公式が載っているんですが、見る必要ないレベル。
２．熱力学の全体に占める問題数
100〜155問中、熱力学の問題が占める割合は13〜20問。
他分野に比べて、問題数は多い方だと言えるでしょう。
対策の必要ありと考えましょう。
| 目次 | 分野 | Fields | 問題数 | |
| 最小 | 最大 | |||
| 1 | 数学 | Mathematics | 6 | 9 |
| 2 | 確率統計 | Probability and Statistics | 4 | 6 |
| 3 | 計算ツール | Computational tools | 3 | 5 |
| 4 | 倫理 | Ethics and Professional practice | 3 | 5 |
| 5 | 工学と経済学 | Engineering economics | 3 | 5 |
| 6 | 電磁気学 | Electricity and Magnetism | 3 | 5 |
| 7 | 静力学 | Statics | 8 | 12 |
| 8 | 力学・振動学 | Dynamics, Kinematics, and Vibration | 9 | 14 |
| 9 | 材料力学 | Mechanics of Materials | 8 | 12 |
| 10 | 材料組織と加工 | Material properties and processing | 8 | 12 |
| 11 | 流体力学 | Fluid dynamics | 9 | 14 |
| 12 | 熱力学 | Thermodynamics | 13 | 20 |
| 13 | 伝熱学 | Heat transfer | 9 | 14 |
| 14 | 計測学 | Measurements, Instruments, and Controls | 5 | 8 |
| 15 | 機械設計学 | Mechanical design and analysis | 9 | 14 |
| 合計 | 100 | 155 | ||
簡単らしいので、短時間でサクッと対策しておきましょう。
もっと勉強が必要な分野に時間を費やしましょう。
３．熱力学に費やせる時間
テスト中、熱力学に費やせる時間はほとんどないと考えるべきでしょう。
「簡単に解いて、他の分野のためにしっかり時間を残す」
熱力学はそのためにある科目だと考えて良いでしょう。
勉強時間は、大学時代の復習をする程度と考えておけばいいでしょう。
ただ熱力学の苦手な方はしっかり復習しておきましょう。
少なくとも4力学は味方に！
２．熱力学で出題される問題タイプ
どんな内容が出てくるのか気になりますよね。
実はリファレンス（Reference book）を確認すればおよその内容が予測できます。
１．熱物性（Properties of Substances）
熱物性と言われてもあまりパッとしませんね。
・ドルトンの法則
・理想気体の法則。
・ボイルの法則。
基本的ですが、覚えていない方が多い分野です。
２．熱力学の法則（Laws of Thermodynamics）
熱力学の法則は2つ。
・熱力学第一法則
・熱力学第二法則
・開いた系
・閉じた系
この4つをきちんと理解して使いこなせれば問題ないでしょう。
３．熱サイクル（Heat cycles）
熱サイクルと言われれば、「カルノーサイクル」ですよね。
夢の永久機関。
P-V線図もT-S線図も美しい。
熱サイクルはいろいろありますが、基本の3つはしっかり押さえておきましょう。
・カルノーサイクル
・オットーサイクル
・ディーゼルサイクル
熱サイクルは暗記問題です。
熱サイクル問題は複雑にしにくいですしね。
４．三相混合（Gases, Liquids, and Vapor）
熱を与えれば、相が変化するのは当たり前のことですね。
顕熱だけでなく潜熱が関係してきますね。
いわゆる蒸気サイクル。
最も一般的なサイクルは「ランキンサイクル」です。
押さえておきましょう。
蒸気表を使わなければ解けない問題もあります。
使い方も復習しておきましょう。
５．燃焼（Combustion）
燃焼と言っても複雑なものではないです。
燃焼熱が発生するだけです。
FEリファレンス（Reference book）のマニュアルのスクリーンショットを載せてみました。
(A/F): Air Fuel Ratioとか書いてありますが、解いてみると難しいことはなかったです。
顕熱・潜熱・反応熱をきちんと整理して考えることができれば問題ないです。
６．冷凍空調学（Air conditioning）
「カルノーサイクル」が逆に回れば、冷凍サイクルになるのは覚えていますか？
熱サイクルが右回りから左回りに変化すると、冷凍機になりますね。
多分、忘れているはずなのでチェックしておきましょう。
冷凍空調サイクルも、相が変化するので注意ですよ！
３．FE試験における熱力学の傾向と対策
１．熱力学は比較的問題数が多い
熱力学の割合は全体と最大でも20％。
確実に解けるようにしておければ怖いものではありません。
しかし、逆に言うと「落としてはいけない問題が20％」と考えると怖くなってきますね。
２．1問1問を確実に解く
何度も同じことを言うようですが、落とさないこと。
確実に一問一問を自分のものにしていく感じで攻めていきましょう。
そのためにはリファレンスを使いこなすことが求められます。
普段の練習問題を回答するときからリファレンスを使いましょうね！！
４．まとめて分かった！
【熱力学は得意、不得意が分かれる！味方としては強い】
「熱力学は得意・不得意が分かれる」
好きな人も多いですが、嫌いな人も多いのが熱力学。
私は熱力学が得意な方でしたが、友人は不得意でした。
一度感覚を掴むと解くのは簡単なのですが、行き違いが始めると解決が大変です。
あらゆる問題を確実に解くこと。
逆に、解けないと思った問題を見送る判断力をつけることも重要です。
嫌いで良いです。
点数を守りきる勉強をすれば良いです。