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…

送気、潜降及び浮上 第12問

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してスクーバ式潜水により潜水業務を行う場合の潜水可能時間に最も近いものは次のうちどれか。ただし、空気ボンベの残圧が5MPa(ゲージ圧力)になったら浮上するものとする。

正答 (3)
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
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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

出典:潜水士 2023年上半期実施分(2023年10月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ

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