潜水業務
潜水士 令和6年 1月～6月実施分 潜水業務 問1
問題・正答・学習用解説
問題
圧力又は密度に関し、誤っているものは次のうちどれか。選択肢
- （1）温度が一定の場合、４気圧(絶対圧力)の環境下における空気の密度は、１気圧(絶対圧力)の環境下の４倍になる。
- （2）潜水深度が増すにつれ、呼吸する空気の密度が増加し、呼吸抵抗が大きくなる。
- （3）２種類以上のガスにより構成される混合気体の全圧は、それぞれのガスの分圧の和に等しい。
- （4）水で満たされた直径の異なる二つのシリンダーが連絡している下の図の装置で、ピストンＡに１Ｎの力を加えると、ピストンＢには９Ｎの力が作用する。
- （5）潜水業務において使用される圧力計には、絶対圧力が表示される。
正答と解説
正答：（5）
正答の考え方
正解は選択肢5です。潜水で一般に用いる圧力計は、大気圧を0として測るゲージ圧力を表示します。絶対圧力はゲージ圧力に約0.1MPa（1気圧）を加えた値なので、「絶対圧力が表示される」という記述が誤りです。
各選択肢の解説
選択肢1
選択肢1は正しい記述です。温度が一定なら、気体の密度は絶対圧力に比例します。4気圧では同じ体積に含まれる空気の質量が1気圧時の4倍になるため、密度も4倍です。
選択肢2
選択肢2は正しい記述です。深度とともに絶対圧力が増すと空気の密度も増し、気道やホース内を流すために必要な力が大きくなるので、呼吸抵抗が増加します。
選択肢3
選択肢3は正しい記述です。ダルトンの分圧の法則により、混合気体の全圧は各成分ガスの分圧の合計です。
選択肢4
選択肢4は正しい記述です。図ではピストンBの直径がAの3倍なので、面積は倍です。パスカルの原理により同じ圧力が伝わり、Aに1Nを加えるとBには9Nが作用します。
周辺知識
圧力計算では、絶対圧力とゲージ圧力を区別します。水深約10mごとに水圧は約0.1MPa増え、絶対圧力は「ゲージ圧力＋大気圧約0.1MPa」です。気体の密度、体積、分圧を扱う式には原則として絶対圧力を使います。