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。…

高気圧障害 第22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。

正答 (4)
正答は (4)。約0.048g です。 【ヘンリーの法則】 温度が一定のとき、溶ける気体の質量は、その気体の分圧に比例 基準 0.1MPa(絶対圧力)の窒素で 0.020g 【この問題の窒素分圧を求める】 ゲージ圧力0.2MPa → 絶対圧力 0.2 + 0.1 = 0.3MPa 窒素の割合は80% 窒素分圧 = 0.3 × 0.8 = 0.24MPa 【比例計算】 基準の分圧 0.1MPa → 0.020g この問題  0.24MPa 0.24 ÷ 0.1 = 2.4倍
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0.020 × 2.4 = 0.048g 【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 窒素の割合を掛けて、窒素の分圧を出す ③ 基準の分圧(0.1MPa)との比をとる ④ 基準の溶解量に掛ける 【二つの落とし穴】 ゲージ圧力のまま計算する   0.2 × 0.8 = 0.16 → 0.032g → 選択肢(3) 割合を掛け忘れる   0.3 ÷ 0.1 = 3倍 → 0.060g → 選択肢(5) どちらも選択肢に用意されています。絶対圧力に直すことと、分圧にすること、両方が要ります。 【なぜ分圧で考えるのか】 ヘンリーの法則は、その気体自身の分圧に比例する 空気全体の圧力ではありません。空気の中に窒素が80%しかないなら、窒素が水に及ぼす力も80%分です。 【高気圧作業でどう効くか】 0.3MPa(ゲージ圧力)の空気中では、絶対圧力が0.4MPa → 大気圧(0.1MPa)の4倍 → 体内に溶ける窒素の量も4倍 減圧すると、この余分な窒素が気泡になろうとします。これが減圧症の出発点です。 【20℃という条件】 温度が一定であることの断り 温度が変われば溶解度も変わりますが、この問題では同じです。

出典:高圧室内作業主任者 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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