高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第5問: 内容積が一定の容器に気体が入っており、温度20 ℃で絶対圧力は1.2 MPaであった。この気体を80 ℃まで加熱したときの絶対圧力はおよそいくらか。気体は理想気
学識
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第5問
内容積が一定の容器に気体が入っており、温度20 ℃で絶対圧力は1.2 MPaであった。この気体を80 ℃まで加熱したときの絶対圧力はおよそいくらか。気体は理想気体とし、絶対温度T[K]=t[℃]+273とする。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 5. 1.45 MPa
加熱後の絶対圧力は約1.45 MPaです。内容積が一定の理想気体では、圧力は絶対温度に比例します(P₁/T₁=P₂/T₂)。
T₁=20+273=293 K、T₂=80+273=353 Kなので、P₂=1.2×353÷293≒1.45 MPa(絶対圧力)となります。「4.8 MPa」は温度を℃のまま使い、1.2×80÷20とした値です。
「3.6 MPa」は温度差60 ℃を元の20 ℃で割った比(3倍)を掛けた値です。「0.996 MPa」は温度の比を逆にして1.2×293÷353とした値で、加熱したのに圧力が下がる結果になっています。
「1.74 MPa」は温度の比353/293を2乗して掛けた値で、圧力が絶対温度の1乗に比例する点を取り違えています。したがって、80 ℃に加熱した後の絶対圧力は約1.45 MPaです。
関連キーワード: ボイル・シャルルの法則・定容変化・絶対温度
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