潜水業務

潜水士令和4年 1月～6月実施分潜水業務問4

問題・正答・学習用解説

問題

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）

正解は選択肢4です。ゲージ圧0.2MPaに大気圧0.1MPaを加えると絶対圧は0.3MPaです。窒素分圧は

\displaystyle 0.3\times 0.80=0.24MPa

。溶解量は分圧に比例するため、

\displaystyle 0.020\times (0.24\div 0.10)=0.048g

です。

選択肢1の0.016gは、基準0.020gに窒素割合0.8だけを掛けた値で、加圧後の絶対圧が基準の3倍であることを反映していません。

選択肢2の0.024gでは、窒素分圧0.24MPaが基準0.10MPaの2.4倍であることを溶解量へ正しく反映できていません。

選択肢3の0.032gは、ゲージ圧0.2MPaだけを使って

\displaystyle 0.2\times 0.8=0.16MPa

とした場合の値です。分圧計算には絶対圧を使います。

選択肢5の0.060gは、絶対圧0.3MPaをすべて窒素分圧とみなした値です。空気中の窒素割合80％を掛ける必要があります。

ヘンリーの法則では、温度一定なら液体に溶ける気体量はその気体の分圧に比例します。手順は、①ゲージ圧に大気圧を加える、②混合割合を掛けて分圧を出す、③基準との分圧比を溶解量に掛ける、です。