200kPaの酸素9Lと500kPaの窒素3Lを、6Lの容器に封入したときの酸素の分圧Aと窒素の分圧Bとして、正しい値の…

高気圧障害 第21問

200kPaの酸素9Lと500kPaの窒素3Lを、6Lの容器に封入したときの酸素の分圧Aと窒素の分圧Bとして、正しい値の組合せは(1)~(5)のうちどれか。ただし、酸素と窒素の温度は、封入前と封入後で変わらないものとし、圧力は絶対圧力である。

正答 (3)
正答は (3)。A=300kPa、B=250kPa です。 【ボイルの法則を使う】 温度が一定のとき P × V = 一定 封入前の(圧力 × 体積)が、封入後もそのまま保たれます。 【酸素の分圧A】 封入前 200kPa × 9L = 1800 封入後 A × 6L = 1800 A = 1800 ÷ 6 = 300kPa 【窒素の分圧B】 封入前 500kPa × 3L = 1500 封入後 B × 6L = 1500 B = 1500 ÷ 6 = 250kPa
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【なぜ別々に計算できるのか】 ダルトンの分圧の法則 混合気体では、それぞれの気体が、他の気体がないかのようにふるまう 酸素は「6Lの容器に、自分だけが入っている」と考えて計算できます。窒素も同じです。互いに干渉しません。 【全圧を確かめる】 300 + 250 = 550kPa これが容器内の全圧です。分圧の合計が全圧になる、というダルトンの法則どおりです。 【解く順序】 ① 気体ごとに(封入前の圧力 × 体積)を計算する ② それを容器の体積(6L)で割る 二つの気体を混ぜて考えないのが要点です。 【間違えやすい点】 (1) 133kPa、1000kPa → 体積比を逆に使った値(200×6/9、500×6/3) (2) 200kPa、500kPa  → 封入前の圧力のまま (4) 350kPa、350kPa  → 全圧を等分した値 (5) 400kPa、1000kPa  → どちらも封入前の圧力の2倍で、体積の変化と合わない値 (2)は「容器に入れても圧力は変わらない」と考えた場合です。9Lが6Lに押し込められるのですから、酸素の圧力は上がります。逆に窒素は、3Lが6Lに広がるので下がります。 酸素  9L → 6L (縮む) → 圧力は上がる 窒素  3L → 6L (広がる)→ 圧力は下がる この向きだけでも、(3)が選べます。

出典:高圧室内作業主任者 2024年下半期実施分(2025年4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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