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潜水業務

潜水士 令和3年 7月~12月実施分 潜水業務 問2

問題・正答・学習用解説

問題

空気をゲージ圧力0.2MPa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。

選択肢

  1. (1)
    0.08MPa
  2. (2)
    0.16MPa
  3. (3)
    0.20MPa
  4. (4)
    0.24MPa
  5. (5)
    0.32MPa

正答と解説

正答:(4)

正答の考え方

正解は選択肢4です。ゲージ圧力0.2 MPaに大気圧約0.1 MPaを加えると、空気の絶対圧力は0.3 MPaです。空気中の窒素を約80%とすると、窒素分圧は0.3×0.8=0.24MPa\displaystyle 0.3\times 0.8=0.24 MPaとなります。

各選択肢の解説

選択肢1

選択肢1は0.08 MPaで、絶対圧力0.3 MPaに窒素割合0.8を掛けた値ではありません。正しくは0.3×0.8=0.24MPa\displaystyle 0.3\times 0.8=0.24 MPaです。

選択肢2

選択肢2は0.16 MPaですが、これはゲージ圧力0.2 MPaだけに0.8を掛けた値です。分圧を絶対圧力で求めるため、先に大気圧0.1 MPaを加えます。

選択肢3

選択肢3は0.20 MPaで、加圧後の窒素分圧ではありません。全圧を絶対圧力0.3 MPaに直し、窒素の体積割合約0.8を掛ける必要があります。

選択肢5

選択肢5は0.32 MPaで、加圧後の空気全体の絶対圧力0.3 MPaより大きくなっています。一成分の分圧が全圧を超えることはなく、計算値は0.24 MPaです。

周辺知識

ドルトンの分圧の法則では、混合気体の各成分の分圧=全体の絶対圧力×その成分の体積割合です。潜水では酸素中毒や窒素酔いを考えるときも、ゲージ圧力ではなく大気圧を含む絶対圧力を使います。