1級管工事施工管理技士 過去問｜令和7年第6問 伝熱（熱伝導・放射・対流）解説

1級管工事施工管理技士 第一次検定の令和7年 第6問は、伝熱の3形態（熱伝導・放射・対流）に関する知識問題でした。4つの記述から「適当でないもの」を選ぶ形式で、問われているのはフーリエの法則やシュテファン・ボルツマンの法則の基本的な理解です。

本記事では1級管工事施工管理技士を保持する現役設備エンジニアの視点から、伝熱3形態の整理→選択肢ごとの検証→間違えやすいポイント→実務目線の流れで一気に整理します。読み終わるころには、本番で迷わず正解を選べるレベルになっています。

令和7年 1級管工事 第6問はこんな問題（知識型）

令和7年 第6問は、伝熱に関する4つの記述から「適当でないもの」を選ぶ問題です。計算は不要で、伝熱の基礎知識があれば解ける構成になっています。

選択肢は次の4つ。正解は④です。

番号	記述の要旨	正誤
①	熱伝導の熱量は温度勾配に比例する	○ 正しい
②	黒体の放射エネルギーは絶対温度の4乗に比例	○ 正しい
③	対流熱伝達率は流速や伝熱面の形状等で変わる	○ 正しい
④	熱通過量は壁の厚さの2乗に反比例する	× 誤り

問題本文・図は公式PDFを下のボタンから確認できます。

※公式サイトでは過去年度のPDFが順次削除される場合があります。リンク切れ時は過去問アーカイブサイトをご利用ください。

結論：正解は④｜壁の厚さは「1乗」に反比例

先に答えだけ知りたい方のために結論をまとめます。正解は④。熱通過量は固体壁の厚さの「1乗」に反比例するのが正しく、「2乗に反比例」は誤りです。

• 根拠：フーリエの法則 Q = kA(T₁ − T₂) / d より、熱量 Q は壁厚 d の1乗に反比例
• ④の誤り：「2乗に反比例」と書いてあるが、正しくは「1乗に反比例」
• 他の3つ：①フーリエの法則、②シュテファン・ボルツマンの法則、③対流熱伝達率の性質 ──すべて正しい記述

壁が厚くなれば熱は通りにくくなりますが、その関係は単純な反比例（1/d）です。壁を2倍にすれば熱量は1/2、3倍にすれば1/3。「2乗」と聞くと放射（シュテファン・ボルツマンの4乗則）と混同してしまう受験生が多いので注意してください。

伝熱の3形態を整理｜伝導・放射・対流

伝熱は3つの形態に分かれます。試験ではそれぞれの形態と法則名・公式の対応を聞かれるのが定番です。ここで一気に整理しておきましょう。

①熱伝導（フーリエの法則）

固体の内部を温度の高い側から低い側へ熱が移動する現象です。法則名はフーリエの法則。

Q = λ × A × (T₁ − T₂) / d

• Q：伝熱量 [W]
• λ（ラムダ）：熱伝導率 [W/(m·K)]　── 材料固有の値（鉄 ≈ 80、コンクリート ≈ 1.6、グラスウール ≈ 0.04）
• A：伝熱面積 [m²]
• d：壁の厚さ [m]

ポイントは、伝熱量が温度勾配 (T₁ − T₂)/d に比例し、壁厚 d の1乗に反比例すること。ここが④の引っかけです。

②熱放射（シュテファン・ボルツマンの法則）

電磁波によって空間を隔てて熱が移動する現象です。太陽の熱が真空を越えて地球に届くのが代表例。法則名はシュテファン・ボルツマンの法則。

E = σ × T⁴

• E：放射エネルギー [W/m²]
• σ（シグマ）：シュテファン・ボルツマン定数（5.67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)）
• T：絶対温度 [K]

温度の「4乗」に比例するのがポイント。温度が2倍になれば放射エネルギーは2⁴ = 16倍。「○乗」系の出題では、この4乗だけ覚えておけばOKです。

③対流熱伝達（ニュートンの冷却法則）

流体（空気や水）の移動によって固体表面と流体の間で熱が移動する現象です。法則名はニュートンの冷却法則。

Q = h × A × (T_s − T_f)

• h：熱伝達率 [W/(m²·K)]　── 流速・形状・寸法で変わる（固定値ではない）
• T_s：固体表面温度
• T_f：流体温度

熱伝達率 h は材料固有の定数ではなく、流体の速さや伝熱面の形状・寸法によって変化する点がポイントです。風が強ければ h が大きくなり、同じ温度差でも多くの熱が移動します。

選択肢を1つずつ検証｜正しい3つと誤り1つ

それぞれの選択肢を、先ほどの3形態の知識で検証していきます。

①「熱伝導の熱量は温度勾配に比例する」→ ○ 正しい

フーリエの法則そのものです。Q = λA(T₁ − T₂)/d の式で、(T₁ − T₂)/d が温度勾配に相当します。温度差が大きいほど、壁が薄いほど、熱は多く移動します。正しい記述です。

②「黒体の放射エネルギーは絶対温度の4乗に比例」→ ○ 正しい

シュテファン・ボルツマンの法則そのものです。E = σT⁴。黒体（完全に放射を吸収・放出する理想的な物体）が出す放射エネルギーは、絶対温度の4乗に比例します。「4乗」の部分が正確なので、正しい記述です。

③「対流熱伝達率は流速や形状等で変わる」→ ○ 正しい

ニュートンの冷却法則で使う熱伝達率 h は、材料定数ではなく流動条件で決まる値です。風速が変われば h が変わり、平板か円管かでも変わります。正しい記述です。

④「熱通過量は壁厚の2乗に反比例」→ × 誤り（正解）

ここが唯一の誤りです。フーリエの法則から分かるとおり、熱量 Q は壁厚 d の1乗に反比例（Q ∝ 1/d）します。「2乗に反比例」ではありません。

壁を2倍の厚さにすると、熱量は1/2（半分）になります。1/4（= 1/2²）にはなりません。「2乗」という数字が入った瞬間に疑うのがこの問題のコツです。

よくある間違い3パターン｜①②③を選んでしまう罠

正解は④ですが、①②③を誤って「適当でない」と判断してしまうパターンを整理します。

罠①：①を選んでしまう（「勾配」の意味を誤解）

「温度勾配」という言葉に馴染みがなく、「温度差」と「温度勾配」を混同してしまうパターンです。温度勾配は「単位距離あたりの温度差」のこと。フーリエの法則では (T₁ − T₂)/d が温度勾配で、伝熱量はこれに比例するので①は正しい記述です。

罠②：②を選んでしまう（「4乗」に自信がない）

シュテファン・ボルツマンの法則の「4乗」を覚えていないと、「4乗って大きすぎない？ 本当？」と疑ってしまうパターンです。放射は確かに4乗で、温度が2倍になると放射エネルギーは16倍にもなります。感覚的に大きいからこそ疑いたくなりますが、これは物理法則として正しいです。

罠③：③を選んでしまう（「熱伝達率は一定」と思い込む）

熱伝導率 λ と熱伝達率 h を混同するパターンです。熱伝導率 λ は材料固有の定数ですが、熱伝達率 h は流動条件で変わる値です。この違いを知らないと「伝達率は定数のはず → 変わるのは誤り → ③が答え」と判断してしまいます。

独学が不安なら動画講座を併用

伝熱の3形態は、図やアニメーションで視覚的に理解するほうがテキストで読むより圧倒的に定着します。SATの1級管工事施工管理技士コースは、伝熱・熱力学分野の解説が充実。無料サンプル講義で雰囲気を確認できます。

試験＝法則と○乗の対応を理解、実務＝断熱材選定・結露防止・U値計算で直接使う

実務においては「フーリエの法則を手計算する」場面はほぼありません。ただし、伝熱の知識そのものは断熱材選定や結露防止計算で日常的に使います。

①断熱材選定＝「熱伝導率 λ」で決める

実務で伝熱の知識が最も直結するのが断熱材の選定です。グラスウール（λ ≈ 0.04）、ロックウール（λ ≈ 0.04）、発泡ウレタン（λ ≈ 0.02）など、熱伝導率の値で比較して選びます。試験で覚えた「λ が小さいほど熱を通しにくい」という感覚は、そのまま実務の断熱材比較に生きます。

②結露防止計算＝壁体内の温度勾配を描く

建築設計で避けて通れないのが結露防止。壁体内の各層の温度を計算し、どの位置で露点温度を下回るかを確認します。この計算の基礎はまさにフーリエの法則で、各層の厚さ d と熱伝導率 λ から温度降下を求める作業です。試験の知識が実務に直結する珍しい分野です。

③放射暖房＝人体の温熱快適性に直結

床暖房や輻射パネルは、対流ではなく放射で人体を暖める方式です。MRT（平均放射温度）の概念を理解するには、シュテファン・ボルツマンの法則が前提知識になります。放射暖房の快適性は、「4乗則」を知っていると説明できます。

④熱貫流率 U値＝省エネ計算で毎日使う

省エネ基準で使う熱貫流率 U値 [W/(m²·K)] は、伝熱3形態を全部まとめた「総合的な熱の通りやすさ」です。U値 = 1 / (1/h_i + d/λ + 1/h_o) という式は、対流（h）＋伝導（d/λ）＋対流（h）を直列に足し合わせたもの。試験で学ぶ3形態の知識が、省エネ計算の U値計算でそのまま使われています。

関連過去問でセット学習｜原論7問を一気に攻略

1級管工事の原論分野（第1〜7問）は、環境工学・流体力学・熱力学の3カテゴリで構成されています。第6問の伝熱は熱力学カテゴリに属します。同じカテゴリの第5問（理想気体）・第7問（湿り空気線図）と地続きで学ぶのが効率的です。

• 流体力学：第2問（レイノルズ数）→ 第3問（ベルヌーイ）→ 第4問（ダルシー・ワイスバッハ）
• 熱力学：第5問（理想気体）→ 第6問（伝熱） → 第7問（湿り空気線図）

原論7問は毎年ほぼ同じテーマで出題されるので、過去問を1問ずつ潰していけば確実に得点源にできます。

まとめ｜伝熱3形態の法則名を覚えれば1点確定

本記事のポイントを整理します。

• 正解：④（熱通過量は壁厚の「2乗に反比例」→ 正しくは「1乗に反比例」）
• 伝導：フーリエの法則（Q ∝ 温度勾配、Q ∝ 1/d）
• 放射：シュテファン・ボルツマンの法則（E ∝ T⁴）
• 対流：ニュートンの冷却法則（h は流速・形状で変わる）
• 覚え方：「導率は固定、達率は可変」＋「フーリエは1乗、ボルツマンは4乗」
• 実務：断熱材の λ 選定・結露防止計算・U値計算で毎日使う知識

伝熱3形態と法則名の対応を覚えれば、計算不要で確実に1点が拾える知識問題です。試験本番では「2乗」「4乗」の数字に注目するだけで④を一発で見抜けます。

タイプ別おすすめ講座（SAT／独学サポート 比較）

独学に行き詰まったら、講座を併用するのが最短ルート。タイプ別に2つの選択肢を挙げておきます。

• 動画でビジュアルに学びたい人 → SAT 1級管工事施工管理技士：伝熱3形態の違いを映像で整理できるのが強み。無料サンプル講義あり
• 問題演習中心で進めたい人 → 独学サポート 1級管工事：過去問解説の質と量で定評。テキスト＋解説中心の硬派スタイル