次の文章は，水車の比速度に関する記述である。
比速度とは，任意の水車の形（幾何学的形状）と運転状態（水車内の流れの状態）とを (ア) 変えたとき， (イ) で単位出力（1 kW）を発生させる仮想水車の回転速度のことである。
水車では，ランナの形や特性を表すものとしてこの比速度が用いられ，水車の (ウ) ごとに適切な比速度の範囲が存在する。
水車の回転速度を n [min^-1]，有効落差を H [m]，ランナ1個当たり又はノズル1個当たりの出力を P [kW]とすれば，この水車の比速度 n_s は，次の式で表される。
n_s = n · P^(1/2) / H^(5/4)
通常，ペルトン水車の比速度は，フランシス水車の比速度より (エ) 。
比速度の大きな水車を大きな落差で使用し，吸出し管を用いると，放水速度が大きくなって， (オ) やすくなる。
そのため，各水車には，その比速度に適した有効落差が決められている。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
正答4
解説
正解は(4)。
比速度は，実物の水車と幾何学的に相似に保って大きさを変えたとき，単位落差(1 m)のもとで単位出力(1 kW)を発生する仮想水車の回転速度として定義される。
水車の種類（ペルトン，フランシス，カプランなど）ごとに適した比速度の範囲が決まっており，構造上ペルトン水車の比速度はフランシス水車より小さい。
比速度の大きな水車を大きな落差で使用すると，放水速度が過大となりランナ出口付近の圧力が低下してキャビテーションが生じやすくなるため，各水車形式に適した有効落差の範囲が定められている。