潜水業務

潜水士令和3年 7月～12月実施分潜水業務問1

問題・正答・学習用解説

問題

圧力に関し、誤っているものは次のうちどれか。

（1）
気体では、温度が一定の場合、圧力 $\displaystyle P$ と体積 $\displaystyle V$ について $\displaystyle P \cdot V = \text{一定}$ の関係が成り立つ。
（2）
圧力１barをＳＩ単位に換算すると0.1ＭPaとなる。
（3）
圧力は、単位面積当たりに垂直方向に作用する力である。
（4）
密閉容器内に満たされた静止流体中の任意の点に加えた圧力は、その圧力の方向にだけ伝達される。
（5）
気体では、圧力が一定の場合、体積 $\displaystyle V$ と絶対温度 $\displaystyle T$ について $\displaystyle \frac{V}{T} = \text{一定}$ の関係が成り立つ。

正答：（4）

正解は選択肢4です。静止した密閉流体の一点に加えた圧力は、その向きだけではなく、流体のあらゆる方向へ同じ強さで伝わります。これはパスカルの原理であり、「その圧力の方向にだけ伝達される」という記述が誤りです。

選択肢1は正しい記述です。温度と気体の量が一定なら、圧力を2倍にすると体積は2分の1になり、圧力と体積の積P・Vは一定になります。これはボイルの法則です。

選択肢2は正しい記述です。1 barは100,000 Pa、すなわち100 kPaであり、

\displaystyle 1 MPa=1

,000 kPaなので0.1 MPaに換算できます。

選択肢3は正しい記述です。圧力は面を垂直に押す力をその面積で割った量で、式では圧力P＝力F÷面積Aと表します。面積が小さいほど同じ力でも圧力は大きくなります。

選択肢5は正しい記述です。圧力と気体の量が一定なら体積Vは絶対温度Tに比例するため、V÷Tは一定です。温度には摂氏温度ではなくケルビンを用います。

水中の圧力計算では、大気圧を含む絶対圧力と、大気圧を0とするゲージ圧力を区別します。およそ水深10mごとに水圧が0.1 MPa増し、絶対圧力は海面の約0.1 MPaを加えた値になります。