定圧濾過で、抵抗係数をRuthの濾過方程式を使って、ろ材(Rm)とろ滓(Rc)について求めました。
これらの抵抗係数は、普通、濾過の圧力が上がると、どうなるのでしょうか?また、Rcの場合、時間につれてどう変化するのでしょうか?
どなたか知っている方、教えてください。

A 回答 (1件)

管理者より:


続きの質問があるのでそちらをご参照下さい

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=219092
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Qろ過の順番について

上部式フィルターのろ材を変えようと思うのですが、物理ろ過、生物ろ過、吸着ろ過のそれぞれのろ材はどの順番に入れていくのが良いのでしょうか?
一番上は物理ろ過のウールマットなどでしょうが、次に来るのが何かわかりません。
順番を間違えるとろ過の能力が落ちる気がして心配です。
わかる方がいれば教えてください。

Aベストアンサー

基本は次の順にし、濾材の材質や量を目的や魚に適した水質に合わせて調整します。

1.ゴミや排泄物を取り除くための物理ろ過フィルタ
2.ろ過バクテリアの棲み家となる生物ろ過フィルタ
3.臭い等を取り除くための吸着ろ過フィルタ
4.活性炭の欠片等の微細なゴミが水槽内に入らないようにするための細目の物理ろ過フィルタ

ろ材の組み合わせ例
http://www.eheim.jp/filterpad_set.html

例えば、金魚を飼う水槽の上部フィルタの場合でしたら、
1.粗目のフィルタ(物理ろ過)
2.ウールマット(主に物理ろ過、一部は生物ろ過)
3.リング状やビーズ状のフィルタ(主に好気性バクテリアによる生物ろ過)
4.麦飯石やセラミック材等のフィルタ(主に嫌気性バクテリアによる生物ろ過)
5.活性炭(吸着ろ過)
6.ウールマット(物理ろ過)
としたいところですが、上部フィルタは高さ(深さ)が限られているので、高さが足らないときは、1あるいは6を省略、3か4だけにする、3と4を左右で半分ずつにする、などしても構いません。
2のウールマットは時々軽く洗いますが、2枚重ねにし、汚れてきたら上の1枚だけを交換して、下の1枚を上に・新品を下にするというサイクルにすると良いでしょう。

水槽のフィルタとして使っている人は少ないと思いますが、物理フィルタとして「リードクッキングペーパー」が安くて高性能です。

リードクッキングペーパー
http://www.lion.co.jp/ja/seihin/brand/041/01.htm

フィルタが目詰まりしてくると上部フィルタ内の仕切り板の上から水が溢れて水槽に流れてしまうことがありますので、定期的にメンテナンスして下さい。

参考URL
フィルタ比較実験
http://www.eheim.jp/filter_instraction.html

参考URL:http://www.eheim.jp/filter_instraction.html

基本は次の順にし、濾材の材質や量を目的や魚に適した水質に合わせて調整します。

1.ゴミや排泄物を取り除くための物理ろ過フィルタ
2.ろ過バクテリアの棲み家となる生物ろ過フィルタ
3.臭い等を取り除くための吸着ろ過フィルタ
4.活性炭の欠片等の微細なゴミが水槽内に入らないようにするための細目の物理ろ過フィルタ

ろ材の組み合わせ例
http://www.eheim.jp/filterpad_set.html

例えば、金魚を飼う水槽の上部フィルタの場合でしたら、
1.粗目のフィルタ(物理ろ過)
2.ウールマッ...続きを読む

Q定圧下の-(dG/dT)=Sという式

定圧下では-(dG/dT)=Sという式が成り立つそうですが、dH/dTは0になるのでしょうか?H=U+PVでUはTを含む式になっていたような気がするのですが・・・

Aベストアンサー

> dH/dTは0になるのでしょうか?

なりません。

定圧下で dH/dT=TdS/dT=Cp であることを使えば

dG/dT=d(H-TS)/dT
 =dH/dT - d(TS)/dT
 =dH/dT - TdS/dT - S(dT/dT)
 =-S

となることを示すことができます。

あるいは

dG=d(H-TS)
 =d(U+PV-TS)
 =dU + d(PV) - d(TS)
 =dU + VdP + PdV - TdS - SdT
 =(TdS - PdV) + VdP + PdV - TdS - SdT
 =-SdT + VdP
 =-SdT

と考えた方がわかり易いかもです。

知っておきたい知識
 ギブスエルルギーの定義式:G=H-TS
 エンタルピーの定義式:H=U+PV
 化学熱力学で一番大事な式:dU=TdS - PdV
 定圧下では dP=0

Qイーロカのろ過機能について

 側面ろ過機の「イーロカ」200のろ過機能についての質問です。

 10L水槽です。グッピー5匹+水草です。水換えは1週間に1度、1/3程度です。

 イーロカにはスポンジの様なものと活性炭の2種類のみしか付いていないのですが、あれでろ過は十分に出来ているのでしょうか?

 なんとなく不安を感じたので、ろ過部分のやぐらのようなのを外し、スポンジの様なものを一番下に、底面ろ過のワタ?を3~5cm位入れ、その上に活性炭を入れています。

質問は以下の3つです。

●付属のモノだけで十分なろ過になるのでしょうか。

●底面ろ過のワタなど入れても、物理的なゴミがたくさん取れるだけで生物ろ過などにはまったく意味がないでしょうか?

●ろ過の面からだけ見たら、一番安いwブクブクとどちらがいいでしょうか?

 イーロカの水流に関しての御意見は今回は御容赦ください。一応考え&理由があって設置していますので....。一応水流を弱める努力はしてます。

 ろ過の面からだけ、御教授下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

皆様のご回答は、それぞれ正しいように思えます。
まさしく回答ですので、私は補足的なことだけを述べます。

生物濾過は、ろ材の量だけではなく、水質,環境によっても大きく変わりますので、断定することまではできません。
ただ、イーロカ単体での濾過能力はさておき、意外にも水槽全体のバランスで維持できてしまうのではないか...と考えます。

グッピー5匹分の排泄物を分解するために必要なろ材は、それほど多いものではありません。
経験上、小粒のガラスorセラミックろ材を1~2握り分程度でなんとかなるはずです。

好気性のバクテリアは粘液を出して、物質の表面にへばり付きます。(一般的な理解の上の話)
その部位に、バクテリアのコロニーが剥離しない程度の、酸素を含んだ水流が通れば 濾過は機能します。

設置初期のイーロカの濾過槽では、効率の良い生物濾過を期待するには、内部の水流が速過ぎるように思います。
しかし、水槽内に水流ができるため、水槽全体の表面が濾過槽として働くことで、10Lの水槽で維持しきってしまうケースもあると推測します。

ウールは、目詰まりした部分に水流が流れないため、デットスペースにができ、生物濾過用のろ材としては安定感がありません。

皆様のご回答は、それぞれ正しいように思えます。
まさしく回答ですので、私は補足的なことだけを述べます。

生物濾過は、ろ材の量だけではなく、水質,環境によっても大きく変わりますので、断定することまではできません。
ただ、イーロカ単体での濾過能力はさておき、意外にも水槽全体のバランスで維持できてしまうのではないか...と考えます。

グッピー5匹分の排泄物を分解するために必要なろ材は、それほど多いものではありません。
経験上、小粒のガラスorセラミックろ材を1~2握り分程度でなんとか...続きを読む

Q高校生の化学の問題です。 ピストン付きの容器に水蒸気を満たしときの圧力をP1,圧力をV1であった。

高校生の化学の問題です。

ピストン付きの容器に水蒸気を満たしときの圧力をP1,圧力をV1であった。
次に温度を一定に保って、ピストンを押していくと、
体積がV2の時に水滴が出来始めた。
さらにピストンを押すと、体積V3の時の容器には
水と水蒸気の両方が存在していた。
この時横軸に体積、縦軸に圧力をとり、グラフで表すとどうなるか?

という問題がわかりません。
教えてください。

Aベストアンサー

気体の状態方程式は、PV=nRT ですよね。
最初、圧力P1,体積V, で等温圧縮ですから、nRTは一定ですね。
PV=一定 ですから、Pを例えば1とした時、Vを例えば1とすると、nRTの部分は1×1=1となります。(単位はあまり考えなくていいです)
P=2としたらV=1/2、P=4ならV=1/4 とPとVは反比例する双曲線が描けます。
P1V1 から P2V2 まではこのようにして曲線が描けます。

さてP2,V2になった時、水滴が出来始めた。これ以上水蒸気として存在できないくらい圧力が高くなった状態です。
この状態の水蒸気の量を飽和水蒸気量、圧力を飽和水蒸気圧といいます。
これからいくらピストンを押しても圧力は高くならずに水滴の量が増加するだけです。
飽和水蒸気量は温度に依存するので、問題は温度一定で問うてます。

>さらにピストンを押すと、体積V3の時の容器には
>水と水蒸気の両方が存在していた。
ここで、ある容積を残して実験が終わっていますね。

これらをグラフにすると雁垂の「厂」を左右逆にしたようなグラフになりますね。
ただし、縦軸に横棒をくっつけると間違いになる?ように思います。
分子にはこれ以上小さくならないという大きさがあります、これは先生に要確認する事項だと思います。

気体の状態方程式は、PV=nRT ですよね。
最初、圧力P1,体積V, で等温圧縮ですから、nRTは一定ですね。
PV=一定 ですから、Pを例えば1とした時、Vを例えば1とすると、nRTの部分は1×1=1となります。(単位はあまり考えなくていいです)
P=2としたらV=1/2、P=4ならV=1/4 とPとVは反比例する双曲線が描けます。
P1V1 から P2V2 まではこのようにして曲線が描けます。

さてP2,V2になった時、水滴が出来始めた。これ以上水蒸気として存在できないくらい圧力が高くなった状態です。
この状態の水蒸気の量を飽和水蒸...続きを読む

Qガラスろ過器について

大容量のガラスろ過器について、仕事で大容量のろ過をしなければならないのですが、
ガラスろ過機材が高価すぎて買うのを躊躇しています。
とりあえず約500mlタイプのブフナー型(メーカは確かアズワンだったと思います)ガラスろ過器を購入しまして、ろ紙はワットマンを使っています。
とりあえずろ過はできていますので問題ないのですが、もっと大型のろ過機材がほしいのですが、
1000mlタイプですと3万~となり10個買うと30万を超えてしまいます。
理科の事は素人なのですが、こんなに高いものなのでしょうか?
もしもっと安いガラスろ過器がある場合紹介してほしいのですが、1000mlタイプで3万~というのは
やはり相場でしょうか?

またガラスろ過を支えるような機材も欲しいのですが名前がわからず検索することができません。
名前をご存知の方いましたら教えていただけませんでしょうか。

Aベストアンサー

ガラス濾過器だけで本が一冊書けると思いますが。
Gで表される目の荒さ。
大きさと言っても、面積が広い方が良いのか、深さも欲しいのか、それに洗い易さが問題になります。
なぜガラス濾過器が必要なのか、から考え直す必要があると思います。
ガラス繊維の濾紙もあり、これと「桐山ロート」との組み合わせにすれば、洗うのは断然楽になります。
また、ガラス濾過面で上下に分れるもの、高温での加熱に耐えルツボの役をするもの、分析用で下部とゴムパッキングでつながるもの…。
スギヤマゲンの理化ガラス部門の笠原さんに聞いてみて下さい。
リットル単位のセパラブル桐山ロートでガラス繊維フィルターを使うものなど専門ごとに非常に多様な器具があります。
売っている物を買うだけでなく、自分の目的に合う濾過器を製造して貰えれば、濾過に掛かる時間が数分の一に短縮されて数倍のお金を払ってもペイする場合も良くあるのです。
また、濾過する物質についても頭を柔らかくして、濾過しやすく、次の段階に使い易くする方法を考える必要があります。
こういうものもシステムエンジニアリングなのです。

Q定圧系でのlnKを求めるには

定圧系でのlnKを算出しようとして、つまずいています。
基本的にΔG=-RTlnKなのですから、各温度のKはΔGから逆算すればいいのですが・・各温度のΔGが分からない・・・
ΔHr(kJ/mol) = a + bT + cT^2 + dT^3 + eT^(-1)で各係数a,b,c,d,e
を使って、あと標準状態のΔG゜は分かるので、そこから計算できる
ようです・・・しかし自分が分かったのはここまで。
どなたか詳しいかた、教えていただけませんか?

Aベストアンサー

>私の計算によれば
Kの変化分を考えると
lnK2-lnK1=-(ΔH/R)・(1/T2-1/T1)になります。
あってますか?

ΔHが定数としていいのであれば、それでOKです。
もし、
a + bT + cT^2 + dT^3 + eT^(-1)
であるならば、
ΔH/RT^2=a/RT^2+b/RT+c/R+dT/R+e/RT^3
となり、
lnK2-lnK1=-(a/R)・(1/T2-1/T1)
      +(b/R)ln(T2/T1)
+(c/R)(T2-T1)
+(d/2R)(T2^2-T1^2)
-(e/2R)(1/T2^2-1/T1^2)
となりますね。

>ここで問題なのはK1とT1はどうするのかです。
標準状態25℃の値を入れればいいのでしょうか?
そしてT2に求めたい温度をいれてK2を算出すればいいのでしょうか?

そうです。T=298KのときK=K0(標準状態での平衡定数)
T=T2のとき、K=K2とでもすればいいですね。

>私の計算によれば
Kの変化分を考えると
lnK2-lnK1=-(ΔH/R)・(1/T2-1/T1)になります。
あってますか?

ΔHが定数としていいのであれば、それでOKです。
もし、
a + bT + cT^2 + dT^3 + eT^(-1)
であるならば、
ΔH/RT^2=a/RT^2+b/RT+c/R+dT/R+e/RT^3
となり、
lnK2-lnK1=-(a/R)・(1/T2-1/T1)
      +(b/R)ln(T2/T1)
+(c/R)(T2-T1)
+(d/2R)(T2^2-T1^2)
-(e/2R)(1/T2^2-1/T1^2)
となりますね。

>ここで問題なのはK1とT1はどうするのかで...続きを読む

Qろ過材について

ろ過材についての質問です。
様々なろ過材が発売されていますが、どの商品を見ても1年ほどでろ過材を取り替えろと書いてあります。
ろ過バクテリアが安定したら取り替える必要は無いように思うのですけど、どうなんでしょうか?
軽くすすげば大きな汚れは取れますし。

Aベストアンサー

替える必要性はないです。
よほど手荒に扱って割れでもしない限り大丈夫です。
目詰まりしますがそれもおっしゃるように飼育水ですすぐだけで取れますので交換の必要性は全くありません。
メーカーの拡販ですね。

Q定圧比熱の温度依存性について

おせわになります。
とあるガスの分解温度を自由エネルギー(△G)で推算しようと考えています。温度は500K、1000Kです。

H=H0+∫CpdT、S=∫CpdTで求めようとしています、
そこでCpの温度関数がわかりません。
知りたいのは、Cp=a+bT+cT^2のa,b,cの値です。

298Kの値(標準生成H、S)は化学便覧に載っているのですが、その値を500K、1000Kにそのまま適用していいのかよくわからないところもあり、検証したいのです。

NIST-JANAF Thermochemical Tablesには載っているらしいのですが、
高価な本であるため手が出ません。インターネットで公開されたいるデータベースはないでしょうか?
やっぱり、大学の図書館とか手はないのでしょうか?
以上よろしくお願いします。

Aベストアンサー

> インターネットで公開されているデータベースはないでしょうか?

NIST Chemistry WebBook / Search for Species Data by Chemical Formula
http://webbook.nist.gov/chemistry/form-ser.html
Thermodynamic Data の Gas phase にチェックを入れて検索してみて下さい。

Q上部式ろ過器のろ過槽を遮光しても良いでしょうか?

金魚2匹を飼っており、水槽は50cmに60cm用の上部ろ過器を使っています。ろ過器はGEXのデュアルクリーン600SPです。http://www.gex-fp.co.jp/fish/catalog/filter/dualclean_600sp.html

ろ過槽が2つあるので、一つ目にはウールマットの下にセラミックのリングろ材を入れ、2つ目のろ過槽には吸着系のろ材を入れていました。最近、吸着系のろ材は一時的に使うだけの物だと知り、約2週間前に2つ目のろ過槽にもろ過リングを入れたのですが、2つ目のろ過槽のリングには少しずつですがコケがつき始めています。一つ目のろ過槽のリングろ材は何か月も使っていますが、ウールマットの下にあるためにコケはついていません。まず、リングろ材にコケがつくことは好ましくないのでしょうか?

また、ろ過器の蓋が透明で光が当たることからこうなったのだと思いますが、もしもコケがつくことが好ましくないのならば、蓋に色を塗るかカバーするか等で遮光をしようと考えました。蓋が透明なのは何か意味があってのことなのでしょうか?遮光をするのはろ過に影響を与えますか?

金魚2匹を飼っており、水槽は50cmに60cm用の上部ろ過器を使っています。ろ過器はGEXのデュアルクリーン600SPです。http://www.gex-fp.co.jp/fish/catalog/filter/dualclean_600sp.html

ろ過槽が2つあるので、一つ目にはウールマットの下にセラミックのリングろ材を入れ、2つ目のろ過槽には吸着系のろ材を入れていました。最近、吸着系のろ材は一時的に使うだけの物だと知り、約2週間前に2つ目のろ過槽にもろ過リングを入れたのですが、2つ目のろ過槽のリングには少しずつですがコケがつき始めて...続きを読む

Aベストアンサー

> リングろ材にコケがつくことは好ましくないのでしょうか?
・リング濾過材は、多孔質の小さな穴が命。
コケは多孔質の微細な穴を塞ぐので、生物濾過能力が低下します。

> ろ過器の蓋が透明で光が当たることからこうなったのだと思いますが、もしもコケがつくことが好ましくないのならば、蓋に色を塗るかカバーするか等で遮光をしようと考えました。
・コケ防止策として良い方法だと思います。

> 蓋が透明なのは何か意味があってのことなのでしょうか?
・濾過槽の汚れが一目で分かるので、透明の蓋を採用しているようです。
昔は、蓋を含む部材のすべてが黒色プラスチックの製品もあったので、透明の蓋はデザイン性もあると思います。

> 遮光をするのはろ過に影響を与えますか?
・全く問題ありません。
黒色塗装しても良いでしょうし、プラ製の黒色下敷きをカットして濾過材の上に載せても良いと思います。
なお「黒」以外に「濃緑色(ピーマン色)」でもコケは生えません。
黒色に抵抗がある場合は濃緑色でもOKです。

濃緑色は下記フィルターケースやホース、パイプの色です。
http://www.shopping-charm.jp/ItemDetail.aspx?tid=14&catId=1112010000&itemId=23518
http://www.eheim.jp/absorb_drain.html

> リングろ材にコケがつくことは好ましくないのでしょうか?
・リング濾過材は、多孔質の小さな穴が命。
コケは多孔質の微細な穴を塞ぐので、生物濾過能力が低下します。

> ろ過器の蓋が透明で光が当たることからこうなったのだと思いますが、もしもコケがつくことが好ましくないのならば、蓋に色を塗るかカバーするか等で遮光をしようと考えました。
・コケ防止策として良い方法だと思います。

> 蓋が透明なのは何か意味があってのことなのでしょうか?
・濾過槽の汚れが一目で分かるので、透明の蓋を採用して...続きを読む

Q理想気体の温度変化(定圧変化)について

圧力一定の下で準静的に可逆膨張する場合の温度変化は求めることができるのでしょうか?U=Q+Wの関係を用いた場合、Wは求められてもQが求められないので不可能なような気がするのですが・・。誰か詳しい方教えてくださいm(--)m

Aベストアンサー

 最初に与えられた条件によって、求め方が変わるので一概には言えませんが、ご質問への解説をとりあえず簡潔に。

 例えば、P、V1、V2、T1からT2を求めるには、状態方程式か、ボイル=シャルルを使います。

 また、気体を単原子分子理想気体とするならば、こういう求め方もあります。
気体の内部エネルギー:U=(3/2)nRT
気体の状態方程式:PV=nRT
は、既知とします。
ここで、定圧変化では、圧力Pが一定のため、これを定数と見なします。
熱力学第一法則
ΔQ=ΔU+ΔW  (Wは気体がした仕事を正にとる)
は、Pが定数なので、
ΔU=(3/2)nRΔT
ΔW=PΔV=nRΔT
の関係を適用できます。
すると、
ΔQ=(3/2)nRΔT+nRΔT
=(5/2)nRΔT
=(5/2)PΔV
という関係式を導くこともできます。
Cp=(5/2)R (Cpは定圧モル比熱という値です)とすると、
ΔQ=nCpΔT
このようにΔQさえわかれば、ΔTも求まるというテクニックもあります。

 与えられた状態がわかりませんので、「この解き方!」とは断定することができませんが、こういった例を参考にしていただけるとありがたいです。

 最初に与えられた条件によって、求め方が変わるので一概には言えませんが、ご質問への解説をとりあえず簡潔に。

 例えば、P、V1、V2、T1からT2を求めるには、状態方程式か、ボイル=シャルルを使います。

 また、気体を単原子分子理想気体とするならば、こういう求め方もあります。
気体の内部エネルギー:U=(3/2)nRT
気体の状態方程式:PV=nRT
は、既知とします。
ここで、定圧変化では、圧力Pが一定のため、これを定数と見なします。
熱力学第一法則
ΔQ=ΔU+ΔW  (Wは気体がした仕事を正にとる)...続きを読む


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