空気をゲージ圧力0.3MPaに加圧したとき、窒素の分圧(絶対圧力)に最も近いものは次のうちどれか。…
高気圧障害 第21問
空気をゲージ圧力0.3MPaに加圧したとき、窒素の分圧(絶対圧力)に最も近いものは次のうちどれか。
- (1)80kPa
- (2)200kPa
- (3)240kPa
- (4)320kPa
- (5)400kPa
正答 (4)
正答は (4)。320kPa です。
【ゲージ圧力を絶対圧力に直す】
絶対圧力 = ゲージ圧力 + 大気圧(0.1MPa)
0.3 + 0.1 = 0.4MPa(絶対圧力)
【窒素の分圧】
空気中の窒素の割合は約80%(0.8)
0.4 × 0.8 = 0.32MPa = 320kPa
【単位に注意】
選択肢はkPaで示されている
0.32MPa = 320kPa
1MPa = 1000kPa です。MPaのまま「0.32」と答えを探すと、選択肢に見当たりません。
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【解く順序】
① ゲージ圧力に0.1を足して絶対圧力にする
② 窒素の割合(0.8)を掛ける
③ MPaをkPaに直す(1000倍)
【なぜ絶対圧力で計算するのか】
分圧は、そこに実際にある気体の圧力
ゲージ圧力は「大気圧より何MPa高いか」を示すもので、大気圧の分が抜けています。
【ほかの選択肢がどこから来るか】
(1) 80kPa → 0.1 × 0.8 (大気圧だけの窒素分圧)
(2) 200kPa → どれでもない
(3) 240kPa → 0.3 × 0.8 (ゲージ圧のまま掛けた値)
(5) 400kPa → 0.4 × 1.0 (割合を掛け忘れた値)
(3)が最もありがちな誤りです。ゲージ圧力に直接0.8を掛けてしまうと、大気圧の分の窒素が抜け落ちます。
(5)は絶対圧力までは正しく、割合を掛け忘れた場合です。
【法令上の限度と比べる】
窒素の分圧は400kPaを超えてはならない
320kPaは範囲内です。ただし、0.4MPa(ゲージ圧力)まで加圧すると窒素分圧が400kPa前後に達するため、そこからヘリウム混合ガスに切り替えます。
【酸素分圧なら】
0.4 × 0.21 = 0.084MPa = 84kPa
酸素の限度は18kPa以上160kPa以下なので、これも範囲内です。
【比率は変わらない】
高圧下でも、空気全体に対する窒素の比率は変わらない
変わるのは分圧のほうです。
出典:高圧室内作業主任者 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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最終更新日
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