「夫を成功」へ導く妻の秘訣 座談会

メタン(CH4)と都市ガス(13A)の理論空燃比の求め方と
解答を教えてください。
出来るだけ解りやすい解説だと助かります。

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A 回答 (2件)

まず、メタン1モルを燃焼させるのに酸素が何モル必要かを求めます



次に、酸素を1モル得るためには空気が何モル必要かを求めます

気体の体積比はモル比と同じになりますから(同温同圧だから)メタン1モル燃焼に空気が何モル必要かが判れば、メタンと空気の体積比は求まります
空燃比の定義が単純に空気と燃料の体積比ならば、そのままです、定義が異なるならその定義に従って計算します
都市ガスの場合、その成分を調べ、成分ごとにメタンと同様に計算し、成分比で加重平均します

何かの課題だと思いますが、その前提となる授業が有ったはずです
簡単に質問せず、自分で調べてここまでは判ったが、ここが判らない と判らない箇所をできるだけ明確に具体的にすることを学習してください
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メタンの燃焼の反応式は下記のようになります。


CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
都市ガスも主成分はメタンでしょうから、同じになるとは思いますが、自信はありません。
上式から、メタンと酸素の燃焼する割合がわかります。
空気中の酸素の比率は約20%です。すなわち、必要な酸素の約5倍の空気が必要です。

以上のことを参考にして計算してみてください。
なお、空気中の酸素の割合を20%とするか、あるいはもっと精確な値を用いるかについては、当方では判断できません。
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Q空燃比計算の意味について

熱管理士テキストの中に、「燃空比=燃料質量/空気質量」の計算がでてきますが、ここで言う空気の質量とは、理論空気量あるいは実際の空気量を指すのでしょうか?であれば気体燃料の空気量は体積割合で求めていますが、求めた数字をそのまま空気質量に当てはめていいのですか?また、燃料質量は実際の燃料量でよろしいでしょうか?たとえば、代表例としてメタンの燃空比はどのくらいになるのでしょうか?それぞれ燃料、空気質量の求め方を含めご教示願います。

Aベストアンサー

「燃空比=燃料質量/空気質量」
定義式のままです。燃料の質量を空気の質量で割ったものです。
理論空気量を使ったものはふつう理論燃空比といいます。
「気体燃料の空気量は体積割合で求めていますが、」
体積比と質量比は違います。体積比とモル比は等しいとしてよいので、体積比がわかれば質量比がわかります。

体積比=モル比
V1/V2=n1/n2
このときの質量比
m1/m2=n1M1/n2M2=V1M1/V2M2
M1,M2:分子量

メタンCH4の場合の理論燃空比、
計算する基本の式はこれです。
CH4+2O2→CO2+2H2O
メタンn1=1モルに対して酸素(空気ではありません)2モル必要。
メタンの分子量は、M1=16
空気は体積比で、酸素O2 21%、窒素N2 79%の混合気体で、平均分子量はM2=28.9とする。
(体積比とモル比は等しい)
必要空気量は、
n2=2×100/21=9.52モル
理論燃空比=m1/m2=1×16/(9.52×28.9)=0.0582
ほどでしょう。
空気の組成や平均分子量のとり方によって結果はいくらか違ってきますが。

「燃空比=燃料質量/空気質量」
定義式のままです。燃料の質量を空気の質量で割ったものです。
理論空気量を使ったものはふつう理論燃空比といいます。
「気体燃料の空気量は体積割合で求めていますが、」
体積比と質量比は違います。体積比とモル比は等しいとしてよいので、体積比がわかれば質量比がわかります。

体積比=モル比
V1/V2=n1/n2
このときの質量比
m1/m2=n1M1/n2M2=V1M1/V2M2
M1,M2:分子量

メタンCH4の場合の理論燃空比、
計算する基本の式はこれです。
CH4+2O2→CO2+2H2O
メタンn1=...続きを読む

Q当量比って何?

当量比は、どんな意味があるのかわからないので、おしえてください。

Aベストアンサー

どういう場面で使われていましたか。
当量は現在はあまり使われなくなっています。現在は物質量(単位はmol)だけです。場面を限ると便利な量だということで分野によっては使われていると思います。そのせいかあいまいな使われ方も多いようです。

素直に考えると「当量比」は「物質量の比」に対応するものでしょう。
でもこれだと当量で表している意味があまりない事になりますので別の意味合いで使っている可能性もあります。

これ以上は使われている状況、その言葉の出てきた前後関係が分からないと判断できません。

Qメタンガス ch4 1kgが完全燃焼する時の理論空気量は? メタンガス ch4 1kgの完全燃焼

メタンガス ch4 1kgが完全燃焼する時の理論空気量は?

メタンガス ch4 1kgの完全燃焼
ch4 + 2O2 → CO2 + H2O
この場合酸素 2m3N 必要です。
どんな理論や計算方法から、
酸素が2m3Nが必要なんでしょうか?
素人にわかるように解説願います

Aベストアンサー

補足ありがとうございます。
1級ボイラー技士の平成21年度後期B、問4の問題は、メタン(CH4)1m3Nを完全燃焼する場合の理論空気量を求める問題です。
したがって、質問文のCH4 1kgとは条件が異なります。
CH4 1m3Nを完全燃焼させる酸素量は、CH4 1molに対して、酸素(O2)2molですから、気積はCH4の2倍となります。
したがって、酸素(O2)は2m3Nとなります。
理論空気量は、酸素濃度21%で算出するので、理論空気量=2/0.21≒9.5m3Nとなります。
もとの問題は、CH4の気積が与えられているので、反応式から、CH4に対して2倍の酸素が必要な事と、理論空気量に対する酸素の割合がわかれば、解くことが可能です。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qモールのひずみ円・応力円の軸

作図において、

☆モールのひずみ円の縦軸には「γ/2(2分のガンマ)」、
☆モールの応力円の縦軸には「τ(タウ)」

をとる理由は何ですか?

できれば至急回答していただけたら幸いです!!

Aベストアンサー

歪という量は、垂直歪については、
εx=∂ux/∂x
と定義するのは、ごく自然としても、
剪断歪については、これを定義した人があまり深く考えていなかったせいか、
γxy=∂uy/∂x+∂ux/∂y
と定義してしまったのです。
もう少し慎重に考えていれば、応力との関係や、回転の定義式との関係から、上記の1/2の量、すなわち
γxy=1/2・(∂uy/∂x+∂ux/∂y)
と定義した方がずっと便利であることに気がついたと思うのですが。
要は、実用的に使用されている剪断歪は、「本来こうあるべきだ」という剪断歪の量の2倍になっているのです。

ちなみに、回転θxyの定義は、幾何学的に、
θxy=1/2・(∂uy/∂x-∂ux/∂y)
と、1/2がくっついていることはご存知だと思います。

応力と歪には似た性質が多く、応力成分間の関係式と歪成分間の関係式は、主応力と主歪、座標変換式など、似たような関係式で表されるのですが、以上のような理由から、剪断応力と剪断歪の項を比較すると、いつも、「剪断歪の項を1/2の値で置き換えると、応力の関係式になる」という対応関係になってしまっているのです。

そして、これがあなたのような深く考える人を悩ませる結果となっているのです。

歪という量は、垂直歪については、
εx=∂ux/∂x
と定義するのは、ごく自然としても、
剪断歪については、これを定義した人があまり深く考えていなかったせいか、
γxy=∂uy/∂x+∂ux/∂y
と定義してしまったのです。
もう少し慎重に考えていれば、応力との関係や、回転の定義式との関係から、上記の1/2の量、すなわち
γxy=1/2・(∂uy/∂x+∂ux/∂y)
と定義した方がずっと便利であることに気がついたと思うのですが。
要は、実用的に使用されている剪断歪は、「本来こうあるべきだ」という剪断歪の量...続きを読む

Q回転数と流量、揚程、動力の関係について

こんにちは。
ポンプで回転数nと流量Q、回転数nと揚程H、回転数nと軸動力Lの関係について回転数n1、n2としたときQ1/Q2=n1/n2、H1/H2=(n1/n2)^2、L1/L2=(n1/n2)^3とそれぞれ1乗、2乗、3乗の関係がある
解説を見るのですがこの根拠を教えて下さい。

Aベストアンサー

 
根拠は「運動とエネルギーの関係」です。
ポンプを理想化した原理的な表現です。


1.流量。
直径Dの車輪がn回転/秒で回ってる場合の外周の速度は
  V = πD・n  です。
外周に羽根を付けて水を掻くと、水も同じ速度Vで動きますから、

(1) 流量Qは 『 回転数に比例 』 します。
(2) Q = k・n  比例式で表した。kは比例係数。
(3) Q1/Q2 = n1/n2 係数を使わない形の比例式。

 (3)は、(2)の適当な2カ所、Q1=k・n1、Q2=k・n2 を分数にしただけのものです。分数にするとkが消えますよね。kは水車の寸法とか水の抵抗などが絡む現実的なものだから、抽象的な話をするときには出て欲しくない、そこで(3)のように「出てこない形」にするのです。
さらに、分数にすればメートルとかkgとかの次元も約分されて消えてしまうので「ただの数」になります。10rpmと20rpm、1000rpmと2000rpm、分数ならどちらも「2倍」となり、理論的、抽象的に説明をやりやすいのです。



2.揚程
物理の「運動エネルギと位置エネルギの関係」そのものです。物理の教科書にある式、
  1/2・mV^2 = mgH  Hは高さ
これを上記の(3)をマネして、V1のときH1、V2のときH2、の記号を使って分数にすると、gもmも1/2もみんな消えて、
  (V1/V2)^2 = H1/H2
となりますね、見やすいでしょう?
Hは揚程そのものだし、回転数と流速Vは上記1から分かるように比例です(この比例計数も分数で消えてしまうことが理解できますか?)。
  (n1/n2)^2 = H1/H2
となります。



3.動力
動力(ワットとか馬力)は、単位時間のエネルギ量(ジュール)、すなわち ジュール/秒 です。
単位時間に運ばれる流体の質量は
  m =ρQ kg/s
ρは流体の密度kg/m^3、Qはm^3/s
連続して毎秒、位置エネルギmgHを与え続けるから、その動力は
  L = mgH = ρQgH J/s
これもまた分数化すると、
  L1/L2 = (Q1H1)/(Q2H2)
これにQとHの式を入れると、
(以降は自分で。)



(分数にしてただの数にする方法を、無次元化や基準化などとも言います)

 
根拠は「運動とエネルギーの関係」です。
ポンプを理想化した原理的な表現です。


1.流量。
直径Dの車輪がn回転/秒で回ってる場合の外周の速度は
  V = πD・n  です。
外周に羽根を付けて水を掻くと、水も同じ速度Vで動きますから、

(1) 流量Qは 『 回転数に比例 』 します。
(2) Q = k・n  比例式で表した。kは比例係数。
(3) Q1/Q2 = n1/n2 係数を使わない形の比例式。

 (3)は、(2)の適当な2カ所、Q1=k・n1、Q2=k・n2 を分数にしただけのものです。分数にするとkが...続きを読む

Qエクセルでセル内に斜線を引くには

Excel97です。表を作成し、いくつかのセル内で斜線を引きたいのですが、どういう操作をしたらいいですか、ご教示ください。

Aベストアンサー

下記のURLを参照してください。
写真いりでわかりやすくなっています。

参考URL:http://www.excel-jiten.net/cell_format/ruled_line_change_slash.html

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q灯油の燃焼について

灯油を1リットル完全燃焼させるためには何m3の空気が必要ですか、ネットで調べても見つけることが出来ませんでした。

Aベストアンサー

灯油はC11H24くらいからC14H30くらいまでの混合物です。
ここでは、話を単純にするために C13H28(分子量=184)、密度 0.8〔g/mL〕
と考えます。

C13H28 + 20O2 → 13CO2 + 14H2O

灯油の密度は0.8なので、
1Lの質量=1000×0.8=800〔g〕
分子量が184なので、物質量は
C13H28〔mol〕=800/184=4.35〔mol〕
必要な酸素の物質量
O2〔mol〕=4.35×20=87〔mol〕
常温の気体は1molで24Lくらいなので、
O2〔L〕=24*87=2088〔L〕
空気中の20%が酸素なので、
空気〔L〕=2088×5=10440〔L〕≒約10.4〔m3〕

Q高位発熱量と低位発熱量の関係式

高位発熱量(高発熱量)と低位発熱量(低発熱量)の関係は実用上、
次式で換算できるようですが、どうしてそうなるのでしょうか?

低発熱量=高発熱量-2500(9h+w)[kJ/kg]

ここで
h:燃料1kg中の水素分[kg]
w:燃料1kg中の水分[kg]

水の蒸発潜熱は、およそ2500kJ/kgなのでwは理解できるのですが、
9hはどこから導出されたのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんは。

正確なことは、よく分かりませんが・・・。
多分、水素結合している物質から、水素が分離する時の熱量だと思います。
燃料などに熱を加えると、水素が分離されます、その時の熱量でしょう。その分を差し引くと・・・低発熱量になるのだと思います。


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