消防設備士 甲種第3類 実技(鑑別・製図) 練習問題 第43問: 内容積が変わらない鋼製の容器に窒素ガスを封入した教材がある。容器の温度が35 ℃のとき、圧力計は10.3 MPaを示した。この容器を20 ℃まで冷やしたときの圧
実技(鑑別・製図)
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第43問
内容積が変わらない鋼製の容器に窒素ガスを封入した教材がある。容器の温度が35 ℃のとき、圧力計は10.3 MPaを示した。この容器を20 ℃まで冷やしたときの圧力はおよそいくらか。気体は理想気体とみなし、大気圧の影響は考えない。
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: 2. 約9.8 MPa
体積が一定の気体の圧力は絶対温度に比例する(ボイル・シャルルの法則)。絶対温度はセ氏温度に273.15を加えて求めるので、10.3×(20+273.15)÷(35+273.15)≒9.8 MPaとなる(肢2)。
肢1の約9.1 MPaは、冷やした後の温度を0 ℃(273.15 K)として計算した値である。肢3の約10.8 MPaは温度の比を逆に掛けた値、肢4の約18.0 MPaはセ氏温度の比35/20を掛けた値で、いずれも冷やすと圧力が下がることと合わない。
肢5は温度による圧力の変化を考えていない。圧力計の読みを比べるときは、容器の温度をそろえて換算する。
関連キーワード: 窒素・圧力計・絶対温度・理想気体
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