0.2MPa(ゲージ圧力)の空気に接している20℃の水1Lに溶解する窒素は約何gか。…
潜水業務 第4問
0.2MPa(ゲージ圧力)の空気に接している20℃の水1Lに溶解する窒素は約何gか。ただし、空気中に含まれる窒素の割合は80%とし、0.1MPa(絶対圧力)の窒素100%の気体に接している20℃の水1Lには0.020gの窒素が溶解するものとする。
- (1)0.032 g
- (2)0.048 g
- (3)0.050 g
- (4)0.060 g
- (5)0.075 g
正答 (2)
正答は (2)。約 0.048g です。
気体が液体に溶ける量は、その気体の分圧に比例します。ヘンリーの法則です。手順は二つだけで、窒素の分圧を出し、基準の値と比べます。
絶対圧力 = ゲージ圧力 + 大気圧
= 0.2MPa + 0.1MPa = 0.3MPa
窒素の分圧 = 0.3MPa × 0.8 = 0.24MPa
基準は 0.1MPa の窒素 100% で 0.020g だから
溶ける量 = 0.020g × (0.24 ÷ 0.1) = 0.048g
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問題文が「0.1MPa(絶対圧力)の窒素 100% の気体」と、わざわざ絶対圧力と断り、かつ窒素 100% と書いているのは、比べる相手を分圧に揃えるためです。与えられた 0.2MPa はゲージ圧力なので、まず 0.1MPa を足して絶対圧力にします。この一手を飛ばすと 0.032g になり、(1)を選んでしまいます。
選択肢の作られ方
0.032g ゲージ圧力のまま計算した(0.2 × 0.8 ÷ 0.1 × 0.020)
0.048g 正しい
0.060g 窒素の割合 80% を掛け忘れた(0.3 ÷ 0.1 × 0.020)
誤答の一つひとつが、どの手順を落としたかに対応しています。
ヘンリーの法則と潜水
一定温度では、液体に溶ける気体の量はその気体の分圧に比例する
温度が上がると溶解量は減る
潜降すると分圧が上がり、体内組織に窒素が溶け込む
浮上すると分圧が下がり、溶けきれなくなった窒素が気泡になる
この気泡が減圧症の原因になる
出典:ヘンリーの法則と体内への不活性ガスの溶解
出典:潜水士 2024年上半期実施分(2024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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最終更新日
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