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令和元年度 公害防止管理者 ばいじん・粉じん特論 問1を解説|ダストの付着性

令和元年度 ばいじん・粉じん特論 問1は、ダスト(粉じん粒子)の付着性に関する正誤問題です。ファンデルワールス力・成分組成・凝集・粒子径・電気抵抗率と付着力の関係のうち、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

ダストが装置の壁や電極、あるいは粒子どうしにくっつく「付着力」は、分子間力(ファンデルワールス力)や粒子の成分、粒子径、帯電の状態など複数の要因で決まります。基本の向きさえ押さえれば解ける問題ですが、引っかけの核心は見掛け電気抵抗率と静電気による付着力の関係です。抵抗率が高いと電荷は逃げやすいのか逃げにくいのか、その結果として付着力が大きくなるのか小さくなるのかを、向きごと取り違えないことが分かれ目です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(5)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)ファンデルワールス力は微粒子どうしや粒子と壁面に働く分子間力で、付着の強さに影響します。正しい記述です。
(2)○(正しい)付着力はダストの化学成分や組成によって変わります。湿り気や粘性のある成分を含めば付着しやすくなります。正しい記述です。
(3)○(正しい)付着性が大きい粒子ほど互いにくっつきやすく、凝集も進みやすくなります。正しい記述です。
(4)○(正しい)粒子径が小さいほど体積あたりの表面積が大きく、装置の壁などに付着しやすくなります。正しい記述です。
(5)×(誤り)向きが逆です。見掛け電気抵抗率が高いと電荷が逃げにくく帯電したまま残るため、静電気による付着力は大きくなります。「小さくなる」は誤りです。

選択肢(5)のポイント(ここが誤り)

ダストが帯電したままだと、静電気の引力で壁や電極、他の粒子に強く引き寄せられます。見掛け電気抵抗率が高いダストは、乗った電荷が下地へ逃げにくく、帯電が長く残ります。その結果、静電気による付着力はむしろ大きくなります。選択肢(5)は「抵抗率が高いと静電付着力は小さくなる」と関係を逆に書いた誤りです。電気集じんで高抵抗ダストが電極にこびりつき、払い落としにくくなるのはこの性質のためです。

覚え方

  • 付着力の要因=ファンデルワールス力・成分組成・粒子径・帯電。
  • 電気抵抗率が高い→電荷が残る→静電付着力は大きい。向きを逆にしない。
  • 粒子は小さいほど付着しやすい(比表面積が大きい)。

理解度チェック

Q.

見掛け電気抵抗率が高いダストの、静電気による付着力は大きい?小さい?

大きくなります。抵抗率が高いと電荷が逃げにくく帯電したまま残るため、静電気の引力が強く働きます。

Q.

粒子径が小さいほど、装置への付着はどうなる?

付着しやすくなります。小さいほど体積あたりの表面積が大きく、壁面などに接したときの付着力が相対的に強く効きます。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 ばいじん・粉じん特論 問題・正解」(公式PDF