100m3の水(溶存酸素0)があります。酸素溶解濃度10ppmの濃度にするには、?m3の空気が必要でしょうか。標準状態、理想気体で考えます。
単純に計算したら3.5m3になったんですが、そんなわけないですよね。

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A 回答 (2件)

レポートでしょうか?もう遅いかな?・・・



一ヶ月も経ってZincerさんへの補足もお礼もないから、もうどうでもいい質問かな?・・・
でも、あとから検索する人のために書きますね。

問題は「溶解酸素濃度」の解釈だと思います。

「100m3の水分子の数に対して10ppmの酸素分子の数を求める」ではなく、「100m3の水に溶解する”飽和”溶解酸素量に対する10ppmの酸素分子の数を求め、理想気体標準状態の体積に換算する」ではないですか?

酸素の飽和溶解量がわからないので私は答えは出せません。

また、空気の量にするには、さらに空気中の酸素濃度(約21%ですか)も考えなければなりませんね。

こんな所でしょうか。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ピンとこなかった自分の計算の穴がわかったような気がします。すみません。時間がたっていますが、知りたかったことです。もう少しいろんな方の意見が聞きたいなーと思っているうちに時間がたってしまってました。
ご意見ありがとうございました。

お礼日時:2001/11/12 00:30

>必要な空気


というのがちょっと意味不明ですが?
私も単純に計算して見ますと...
10ppm=10mg/L=1000g/10^5L=1000g/100m^3
ここまでは、問題ないとおもいますが、これを体積に変換するということですよね?
後は、1000gのO2がどれくらいの体積になるかということだとは思いますが、
>標準状態の空気
とは、どう言う趣旨でしょうか?
一応標準状態の酸素(酸素分圧=1atm)とした場合は、300Kで約769L(=0.769m^3)、標準状態の空気(酸素分圧=0.2atm)とすると3.84m^3となりますので、vishnuさんの計算(おそらく0℃)でほぼあっていると思います。
これは、10ppmの酸素を溶存する100m^3の水に含まれる酸素と、同量の酸素を含有する(理想状態の)空気の体積を算出しているだけなのであまり意味を持たないように思いますが。
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Aベストアンサー

#2です。
大学生でしたか。失礼しました。
「橋本流」なんて久しぶりに聞いて(^_^;)
ちょっと懐かしくなりました。

そうです。
準静的に動かすためには何か別の力が必要です。

以下補足ですが、外力が何も無い場合、
おっしゃるとおりピストンは速度を持ちます。
そしてピストンが停止する位置も、準静的な時より
遠くになります。
(止まるかどうかはわかりませんが…)

ちょっと長い説明が必要ですが、
気体がする仕事は、
(気体の圧力)*(体積)
という説明を見たことがあるかもしれませんが、
これは実は間違いです。
これは、準静的のときしかなりたたない。

気体がする仕事は、本当は
(気体にかかる圧力)*(体積)
です。だから外力が働かない今回の場合、
気体がする仕事は

p2 * dV

となります。

その理由は、摩擦のある平面で質点に力Fを
加えて加速、同じ力で減速し、距離Lの点で止める
場合を考えることでわかります。
この質点に加えられた正味の仕事は、Fによらず
(摩擦力)*(移動距離L)
で求まるからです。
(つまり、自分が加える力Fではなく、外から
 加わる力だけで決まる。)

すると、今回の場合、気体がした仕事は

p2(V2'-V1)

です。
熱力学の第1法則より、内部エネルギーの変化は

3/2(p2V2'-p1V1) = -p2(V2'-V1)

なので、これからV2'を求めると、

V2'=V1 * {(3/5)*(p1/p2) + 2/5}   (1)

となります。
p1>p2なのでV2'>V1は必ず言えます。

一方で、準静的の場合、

p1* (V1^γ) = p2* (V2^γ)

なので、V2を求めると、

V2 =V1 * (p1/p2)^γ    (2)

となります。
あとは両者のグラフを書くと、必ず

V2' > V2

となることがわかります。
この結果は、p-Vグラフを書くとわかりますが、
外力が無い場合、つまり準静的でない場合、
エントロピーが高くなることを意味しています。

#2です。
大学生でしたか。失礼しました。
「橋本流」なんて久しぶりに聞いて(^_^;)
ちょっと懐かしくなりました。

そうです。
準静的に動かすためには何か別の力が必要です。

以下補足ですが、外力が何も無い場合、
おっしゃるとおりピストンは速度を持ちます。
そしてピストンが停止する位置も、準静的な時より
遠くになります。
(止まるかどうかはわかりませんが…)

ちょっと長い説明が必要ですが、
気体がする仕事は、
(気体の圧力)*(体積)
という説明を見たことがあるかもしれませ...続きを読む

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気体CO₂:分子量44.01
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CO₂の重さはα・44.01/22.4
NOの重さはβ・30.01/22.4

密度=重さ/体積だから
(α・44.01/22.4 + β・30.01/22.4)/(α+ β) = 1.964

これをαについて解く
0.0064α=13.9836β

αの比率=13.9836/(0.0064+13.9836)=0.99954=99.954%


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