毎分20Ｌの呼吸を行う潜水作業者が、水深15ｍにおいて、内容積14Ｌ、空気圧力15ＭPa(ゲージ圧力)の空気ボンベを使用…

正答は (3)。約28分です。 【1. 使える空気の圧力】 15MPa － 5MPa ＝ 10MPa 【2. 使える空気の量（大気圧に換算）】 1MPa ≒ 10気圧なので、10MPa は約100気圧分。 14L × 100 ＝ 1,400L 【3. 水深15mでの絶対圧】 15 ÷ 10 ＋ 1 ＝ 2.5気圧 【4. 1分あたりの消費量（大気圧に換算）】 毎分20Lの呼吸を2.5気圧の環境で行うので 20 × 2.5 ＝ 50L／分 【5. 潜水可能時間】 1,400 ÷ 50 ＝ 28分 見落としやすいのは3と4です。水深15mでは同じ一息でも2.5倍に圧縮された空気を吸っているので、ボンベの減りも2.5倍速くなります。これを忘れて 1,400 ÷ 20 ＝ 70分 と計算すると、大きく外します。 潜水可能時間の求め方 1. 使える空気の圧力 ＝ 充塡圧力 － 浮上を開始する残圧 2. 使える空気の量（大気圧に換算） ＝ 内容積 × 使える空気の圧力[MPa] × 10 （1MPa ≒ 10気圧なので、MPaの値を10倍すると気圧の数になる） 3. その水深での絶対圧 ＝ 水深[m] ÷ 10 ＋ 1 （気圧） 4. 大気圧に換算した1分あたりの消費量 ＝ 毎分の呼吸量 × その水深での絶対圧 5. 潜水可能時間 ＝ 2 ÷ 4 つまずきやすいのは3と4です。深いところでは同じ一息でも 濃く圧縮された空気を吸うため、大気圧に直すと消費量が増えます。 水深10mで2倍、20mで3倍、30mで4倍です。 出典：ボイルの法則に基づく標準的な計算