容積式のポンプってどんなポンプですか?英語でpositive displacementだそうです。

A 回答 (2件)

ピストンやプランジャー・歯車やローターなどを使って液体や気体を移送するポンプのことです。


大きく分けて往復型とロータリー方に分けられます。
往復型の例はピストン型やプランジャー型があり、ロータリー型ではルーツ型・ベーンロータリー型・スクリュー(リショルム)型などがあります。どの形式でも移送する流体を容積の変化で吸入・吐出しています。容積型では吐出量の変化が動作速度にほぼ比例し、比較的広い動作速度の範囲で効率の変化なく動作することが出来ます。また、一動作当たりの吐出量が決まっているため計量に使用されることもあります。手動式の灯油ポンプなど(スポイトの部分の容積の変化を利用)もこの一種です。

これに対するものとして速度型ポンプというものがあります。こちらはターボ型(アキシャルフローとセントリーフューガル型)やウエスコ(リング)ポンプ、アルキメデスポンプなどがあります。これらは流体にファンやインペラーなどで遠心力や速度エネルギーを与えて移送するものです。ポンプの運転に際して流体の通過する部分に容積の変化はありません。この種のポンプは決められた回転速度で運転しないと効率が悪化する場合が多くいのですが、比較的小型で大量の流体を移送することが出来るのが特徴です。

ポンプの中には特殊なものとして水撃ポンプというものもあります。これは外部動力がなくても利用できるもので、ある程度流れのある川などであれば、流れの運動エネルギーを利用して動作しますので、速度型の一種といえるでしょう。
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ご参考。


http://www.aaaco.com/products/positive_diagrams. …

歯車などの回転により、気体の一定の容積がINからOUTへ移動する方式のポンプ。
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Q雨を受ける面積と降水量から雨の容積を求めたい。

雨を受ける表面積30m×50mで年間降水量2000mmの場合、雨の容積(mm3)はどのようにして求めるのでしょうか?

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つまり、2,000mm = 2 m ですから
 30 (m) × 50 (m) × 2 (m) = 3,000 (m³)

問題文では「雨の容積(mm3)」となっているので、こちらは全て「mm」単位にして
 30,000 (mm) × 50,000 (mm) × 2,000 (mm) = 3 × 10^12 (mm³)
です。(10^12は「10の12乗」の意味です)

「ミリ」は「1/1,000」ですから、これだけの量をわざわざ「ミリ」で表わす必然性はないので、上の「m³」で計算する方が自然でしょう。ちなみに
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イオン式と組成式と分子式の違いについて質問です。
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後者が当てはまる場合はそれぞれの式で表した場合の違いを具体的なもので教えて頂けると助かります。

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イオン式 イオンを表すときに用いる式 H+ (SO4)2- 等。

組成式 物質の元素構成について重点を置いて表す式、FeC3(セメンタイト、鉄と炭素の合金、分子として存在はしていない)、P2O5(五酸化二リン、実際の化合物の分子はP4O10)。

分子式 分子の元素構成を表す式、P2O5(五酸化二リン)の実際の化合物の本当の分子式はP4O10で十酸化四リン。

化学式の中でも、イオン式はイオンの電荷の状態を表す必要があるため組成式や分子式とは異なるが、
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セメンタイト等の金属材料の析出物は、ある結晶構造を持つが”分子”という形態を取らないため組成式でしか表せないことが多いです。

また、上記で例に出した五酸化二リンは、分子的には十酸化四リンが正しいが、慣用的に五酸化二リンと用いられることが多いです。
他に、分子の構造を表すことに重きを置いた構造式(数種有り)や、
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何を表すかによって、式を使い分けている部分がある。
明確な区分が存在していない部分もある。
慣用的に昔からだから…という部分もある。
化学の分野によって、特に、構造式、分子式、組成式と断らなくても通じてしまう部分がある。

中高の教科書で教わるような基本的なことなのですが、曖昧に使い分けていることが時々ありますね。

イオン式 イオンを表すときに用いる式 H+ (SO4)2- 等。

組成式 物質の元素構成について重点を置いて表す式、FeC3(セメンタイト、鉄と炭素の合金、分子として存在はしていない)、P2O5(五酸化二リン、実際の化合物の分子はP4O10)。

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Q圧縮比、、燃焼室容積の求め方

圧縮比の「(排気量+燃焼室容積)÷燃焼室容積」の計算式で圧縮比が出る意味はわかります。

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以下で計算できます。
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燃焼室をどこと見るかによるのですが、つまりガスケットの厚さを燃焼室と見るのかどうかみたいな所です。
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Q細孔容積算定式について

前回質問の際には、jamf0421さん丁寧なご回答ありがとうございました。
その時の内容について、再度一つ一つ確認させてください。お手数おかけします。
まず、PJH法(吸着の場合)での測定間隔を初ステップまで(RH15~20)の式についてです。※吸着での初ステップまでは(0~RH15、つまりRH15の値だけを用いるのでしょうか?)
(1)Vpn={(rpn_av)^2/(rkn_av+Δtn)^2}ΔVn_con
上記式のΔVn_conですが、これはconとありますが、試料がセメント硬化体の場合の細孔容積として良いでしょうか?すなわちおっしゃるRH99~90にて脱離したガス量を液体容積に換算した値です。
算定としては、{(RH20での吸着量ーRH15での吸着量)/18(水の分子量)}×22.4(水1モル当たりの容積)です。
また、吸着で用いる場合は、15~20における吸着量と考えて良いでしょうか?
(2)rpn_avは、RH15とRH20の細孔半径の平均値
これは、それぞれのケルビン半径の平均として良いでしょうか?その際直径でよいのでしょうか?
(3)Δtnはt=(13.99/log(P0/P)+0.034)^1/2にて、P0/PをRH20から15を引い
たもの
これは、吸着で用いる場合として、P0/Pすなわち(0.2/1)の代入式-(0.15/1)の代入式で良いでしょうか?
(4)rkn_avについて
これは、RH15からRH20での吸着により細孔容積を算定する場合、RH20での細孔径で良いのでしょうか?
(5)CとRnの係数について
CはRH20での形式的比表面積に0.75~0.9を乗じると思うのですが、BET以下なので当然0.9になるのか。もしくはC=1になるのかを教えてください。またRnの値がわかりません。

長くてすいません。次ステップからについてです。
(6)次ステップ(RH20~30)での細孔容積はcΔtnΣApjにより求める。
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(7)ΣApjについて
これは、今回で言えば、RH20~30の累積値、つまりはRH30(BET)での比表面積をその累積とみてよいのでしょうか?

以上になります。形式的でも細孔径分布を求めたいので、まずは確認をさせてください。大変お手数おかけしますが、なにとぞご教示の方よろしくお願い致します。

前回質問の際には、jamf0421さん丁寧なご回答ありがとうございました。
その時の内容について、再度一つ一つ確認させてください。お手数おかけします。
まず、PJH法(吸着の場合)での測定間隔を初ステップまで(RH15~20)の式についてです。※吸着での初ステップまでは(0~RH15、つまりRH15の値だけを用いるのでしょうか?)
(1)Vpn={(rpn_av)^2/(rkn_av+Δtn)^2}ΔVn_con
上記式のΔVn_conですが、これはconとありますが、試料がセメント硬化体の場合の細孔容積として良いでしょうか?すなわちおっしゃるRH99...続きを読む

Aベストアンサー

>PJH法(吸着の場合)

BJH(Barret-Joyner-Halenda)法です。なお以前にも書きましたが脱離等温線を使うのが普通ではあります。

>初ステップまで(RH15~20)の式についてです。※吸着での初ステップま
>では(0~RH15、つまりRH15の値だけを用いるのでしょうか?)

言われていることがよく理解できませんが初ステップの意味は吸着側の出だしの意味ですか。吸着等温線の初めの部分は毛細管凝縮で扱える細孔分布に対応していません。装置に計算ソフトが組み込まれているなら別ですが、古典的な計算なら(吸着等温線をにらんで)あまり問題にならない相対圧の小さい方は粗くとって相対圧0.1くらいで打ち切りにしています。

>(1)Vpn={(rpn_av)^2/(rkn_av+Δtn)^2}ΔVn_con
>上記式のΔVn_conですが、これはconとありますが、試料がセメント硬
>化体の場合の細孔容積として良いでしょうか?

まず、計算の考え方は一旦吸着あるいは脱離等温線が得られたら考え方は共通です。
この式は前にも説明したと思いますが、左辺(Vpn)こそが細孔容積で、ΔVn_conは毛細管に凝縮していた凝縮ガスの脱離量です。ファクター
{(rpn_av)^2/(rkn_av+Δtn)^2}
は凝縮液体が全て蒸発するのではなくtnの厚さ吸着層が残る為の補正です。(Δtnは吸着層の厚さの減少)
飽和のところなので吸着だけの層からの脱離がないので、脱離は全て細孔の凝縮ガスからと考えています。次からは吸着層の脱離を考慮するので式の形は変わります。

>算定としては、{(RH20での吸着量ーRH15での吸着量)/18(水の分
>子量)}×22.4(水1モル当たりの容積)です。

ΔVn_conをそのように算出したということですか?なぜRH20からRH15に飛んでいるのでしょう。差は脱離量ですが、これをガスの重量(g)で見たのなら18で割ればモル数であり、それに22.4をかければリットルで測った気体の体積になります。しかしそれでは細孔容積とは無縁の量です。

>また、吸着で用いる場合は、15~20における吸着量と考えて良いでしょ
>うか?

なにをそう看做すというのでしょう???上に書きましたようにすでに大分おかしな議論をしている疑いもあります。吸着量はどんな単位で数えていますか?

>(2)rpn_avは、RH15とRH20の細孔半径の平均値
>これは、それぞれのケルビン半径の平均として良いでしょうか?その際
>直径でよいのでしょうか?

「RH15とRH20の細孔半径」というのが気になります。ある平衡圧に対応する凝縮細孔半径と、次の平衡圧に対応する凝縮細孔半径の平均です。なぜここで直径なのですか。半径と書いてある通りです。(全部直径になおして式を書き直すことは勿論出来ますが。)

>(3)Δtnはt=(13.99/log(P0/P)+0.034)^1/2にて、P0/PをRH20から15を引
>いたものこれは、吸着で用いる場合として、P0/Pすなわち(0.2/1)の代
>入式-(0.15/1)の代入式で良いでしょうか?

そうではありません。tが各P0/Pに対応する吸着層の圧ですから、RH20とRH15(なんでRH20とRH15が出てくるのか知りませんが)の間でのΔtならそれぞれのP0/Pに対応するtを出して差をとるのです。

>(4)rkn_avについて
>これは、RH15からRH20での吸着により細孔容積を算定する場合、RH20で
>の細孔径で良いのでしょうか?

rpn_avとrkn_avの間にはrpn_av=rkn_av+tn_avの関係があります。そもそも手計算(あるいはExcelなど)でやるなら
Rn={(rpn_av)^2/(rkn_av+Δtn)^2}
はデータと関係なく出してしまえるはずですが。

>CとRnの係数について
>CはRH20での形式的比表面積に0.75~0.9を乗じると思うのですが、BET
>以下なので当然0.9になるのか。もしくはC=1になるのかを教えてくだ
>さい。

BJHが便宜上の円筒近似なのでcについて幾つか計算してC=RncΔtnとして用意しておき、これをつかって計算してみて、その結果得られたApの総和が別途測ったBET表面積に近いものを採用する、というだけです。

>またRnの値がわかりません。
Rnは上に書いたとおりです。相対圧が決まればケルビン式でrが決まり、一方相対圧が決まれば相対圧とt(吸着層の厚さ)が決まります。rpn_avとrkn_avとtn_avの関係もわかっています。だからRnは出せます。

>Δtnは、RH30-RH20によるものでしょうか?
tnは相対圧に依存しますから、相対圧間のtの値の差も相対圧に依存します。

>(7)ΣApjについて
Apは各ステップでの細孔容積Vpnが出ると、円筒近似ですから半径をrpn_avとして、2Vpn/rpn_av(つまり円筒の体積を2倍して半径でわれば2πrL(Lは円筒の長さ)で側壁の面積になります。これを足していけば全体の表面積になります。

>RH20~30の累積値、つまりはRH30(BET)での比表面積をその累積とみて
>よいのでしょうか?

上の質問の意味はわかりません。

全体でも主旨が判らないまま答えていますので勘違いがあったら済みません。

>PJH法(吸着の場合)

BJH(Barret-Joyner-Halenda)法です。なお以前にも書きましたが脱離等温線を使うのが普通ではあります。

>初ステップまで(RH15~20)の式についてです。※吸着での初ステップま
>では(0~RH15、つまりRH15の値だけを用いるのでしょうか?)

言われていることがよく理解できませんが初ステップの意味は吸着側の出だしの意味ですか。吸着等温線の初めの部分は毛細管凝縮で扱える細孔分布に対応していません。装置に計算ソフトが組み込まれているなら別ですが、古典的な計算なら(吸...続きを読む

Q容積から想定される三辺を求める方法

才数という容積の基準があり、求め方は3辺(cm)÷28000です。
例 100x100x100÷28000=35才

仮に式にすると abc÷28000=β 
になりますが、

このβから想定される三辺abcを簡易に求める方法はありますか?

つまり

β=60や210などの時、a、b、cはそれぞれ何センチとなるかということです。
もちろん3辺のパターンは無数にあるわけですが、1例を算出したいのです。

Aベストアンサー

No.3です。

>「 ³√β」は具体的にどう計算するのでしょうか

3乗根ですから、電卓か何かで計算するしかありません。「3乗すると β になる数」ですから。

手や頭で計算できる概数として、
 2³ = 8
 3³ = 27
 4³ = 64
 5³ = 125
 10³ = 1000
などを使って
 ³√8 = 2
 ³√27 = 3
 ³√64 = 4
 ³√125 = 5
 ³√1000 = 10
が求まるぐらいでしょうか。

Q細孔容積の算定式について

細孔容積の算定にて、某比表面積自動測定器の解説書の中で、以下のような式がありました。
細孔容積=(rp×S)/2
rp:ケルビン半径
S:比表面積
です。上記式を文章的に意味付けると、どのような解釈になるのでしょか?いまいちわかりません。
また、rp(ケルビン半径)は、各相対圧によるものとして、比表面積ですが、これは一点法、又は多点法領域であるRH約15~30%は良いとして、それ以降のRH40~90なども、吸着量から比表面積を算定したものを上記式に用いてよいのでしょうか?その辺りがひっかかります。何度も申し訳ないですが、よろしければ御教示お願いいたします。

Aベストアンサー

円筒近似による全く形式的な計算でないですか?
細孔を円筒だとするのですから、あるr_iとri+Δrの半径の間の細孔容積がΔviの時、このΔviは下の式(底面積x長さ)で計算できるはずです。
Δvi=πri^2L...(1)
そして、半径riの円筒の形式的長さは
Li=Δvi/(πri^2)...(2)
と看做せます。一方この半径riに対応する円筒の(側壁の)面積は
Si=2πriLi=2πriΔvi/(πri^2)
=2Δvi/ri...(6)
となります。よって(6)の総和として形式的に面積が出せます。しかし殆どの細孔を持つ固体について、その細孔は円筒モデルは当てはまらないので、出てくる形式的表面積Sは、BET表面積とずれているはずです。

Qいろいろな円錐柱の容積の求め方を教えて下さい。

1つ目は

直径:2200mm
高さ:900mm
この円錐柱の容積の計算方法を教えて下さい。

2つ目は

円錐柱上部直径:660mm
円錐柱下部直径:950mm
円錐柱高さ:2800mm
この円錐柱の容積の計算方法を教えて下さい。


3つ目は

ドーナツ状の円錐柱??

ドーナツ厚さ:100mm
ドーナツの真ん中で空洞部分が直径3000mm
ドーナツの幅?は500mm
このドーナツの容積の計算方法を教えて下さい。

Aベストアンサー

用語の使い方がおかしいです。

円錐 …1つめ
円錐台…2つめ
同心円柱くり抜き中空円柱…3つめ

1つめ
 V=hS/3 (h=高さ、S=底面積)
S=π(d/2)^2 (d=底面直径)

2つめ
 V=(h1S1-h2S2)/3
h2/h1=r2/r1,(h1-h2=円錐台高さ,r1=円錐台底面半径,r2=円錐台上面半径)
 (h1=266000/29mm,h2=184800/29mm)
 S1=πr1^2,S2=πr2^2

3つめ
 V=h(S1-S2)
(h=高さ,S1-S2=穴あき円柱断面積)
 S1=πr1^2,S2=πr2^2 ,b=r1-r2=ドーナツの厚さ)
 r1=r2+b,d1=円柱外径直径,d2=円柱内直径
 r2=d2/2,d1=2r1

QBET範囲以外の細孔容積の算定式について

たびたびすいません。

表題の通り、BET比表面積はいわゆる単分子層での比表面積だと思うのですが、それ以外つまりは高相対圧(40~90%等)での細孔容積の算定式についてです。
ある書籍の中で、細孔容積をVadsとすると、
(Pa×Vads×Vm)/R×T という式で表されるとあります。
変形すると、Vads=(RT)/Pa・Vm でしょうか。
Pa:大気圧
T:絶対温度
Vm:吸着質のモル容積 とあります。

例えば、RH50%までの吸着における細孔容積は、その時のVmを代入して、Vads(細孔容積)を求める形でよいのでしょうか?
とりあえずは形式的でも構いません。またモル容積の値は、吸着量ではないのでしょうか?50gから53gに増加したのならVm=3gというような。

BET範囲以外は多分子吸着のため、厳密には多層部分は補正しなければならないとは思うのですが、まずは上記式の意味を教えていただきたく思います。
ちなみに、自動測定器で測られるBET範囲以外の細孔容積というのは補正はされてるものなのでしょうか?
諸々よろしければ御教示お願いいたします。

たびたびすいません。

表題の通り、BET比表面積はいわゆる単分子層での比表面積だと思うのですが、それ以外つまりは高相対圧(40~90%等)での細孔容積の算定式についてです。
ある書籍の中で、細孔容積をVadsとすると、
(Pa×Vads×Vm)/R×T という式で表されるとあります。
変形すると、Vads=(RT)/Pa・Vm でしょうか。
Pa:大気圧
T:絶対温度
Vm:吸着質のモル容積 とあります。

例えば、RH50%までの吸着における細孔容積は、その時のVmを代入して、Vads(細孔容積)を求める形でよ...続きを読む

Aベストアンサー

(Pa×Vads×Vm)/R×T
の意味は次のようなことです。Paが大気圧、Vadsは吸着量を気体(時代)の体積として与えた量ですから、
n=Pa(大気圧)Vads/RT...(1)
は、大気圧の気体が吸着した時の気体の”モル数”です。Vadsを普通は標準状態での気体容積として計算しますからT=273をつかいます。そのモル数nにVm、つまりその気体の液体での1molあたり容積をかけていますから、吸着したガスの液体としての容積になります。これを細孔の容積としているのです。これは気体の吸着による細孔分布解析で普通に使われる考え方です。

> 例えば、RH50%までの吸着における細孔容積は、その時のVmを
> 代入して、Vads(細孔容積)を求める形でよいのでしょうか?

Vadsは気体の体積として考えた気体吸着量です。細孔容積ではありません。質問者さんの質問は、「RH50%の時の吸着量がVadsのとき、そのVadsをモル数に計算しなおして、それにその吸着ガスの液体でのモル体積をかければRH50%での細孔容積と考えてよいか、」という質問になります。これは下に書くようにそう単純ではありません。そして

>50gから53gに増加したのならVm=3gというような。

ではなくて、(普通は細孔分布計算は脱離過程の値を使うので)「脱離気体の量を液体換算したとき、53 cc/gから50 cc/gになったらそのRH変化に対応する細孔容積は3 cc/gか」です。
気体吸着が全て細孔分布に由来するならそれでよい事になります。実際初期の細孔分布解析にはそうした考え方もありました。(Andersonの方法)
しかし現在は多分殆ど使われません。
ガスは、固体表面で毛細管凝縮している他に多分子層吸着しているものがあると考え、あるステップ(気体の平衡圧をPiからPi+1に下げる)での気体の脱離量は、毛細管凝縮したものが蒸発して、管の壁に多分子層吸着が残るのに対応する量と、すでに表面で吸着層吸着になっていた層の厚さが薄くなるのに対応する量との合計と考えるのです。計算は普通はBJH法でやりますが、細孔は円筒モデルになっています。その計算の中では面積は円筒の側壁面積で計算して行きます。ある脱離ステップでの対応する細孔容積半径をri, ri~ri+Δrの細孔容積をΔVi、ri~ri+Δrの側壁面積をΔAiとし、半径riの細孔の合計長さをLiとすれば
ΔAi=2πriLi...(2)
ΔV=πri^2Li...(3)
ですから、
ΔVi/ΔAi=ri/2
即ち
ΔAi=2ΔVi/ri...(4)
がその脱離ステップで出てくるあらたな表面積です。BJH法にはパラメータがあり、ΔAiの合計値ΣΔAiもそのパラメータに依存します。別途BET法で表面積を評価し、ΣΔAiがBETに一番近いパラメータを採用します。

>BET範囲以外は多分子吸着のため、厳密には多層部分は補正しなけれ
>ばならないとは思うのですが、

上に簡単に述べたように、細孔分布計算では多分子層吸着は計算にいれられています。層の厚さと相対圧の関係は下のHalsey式などがもちいられます。
t(Å)=4.3(5/ln(Po/P))^(1/3)...(5)

>ちなみに、自動測定器で測られるBET範囲以外の細孔容積というのは
> 補正はされてるものなのでしょうか?

むしろ細孔容積の計算に使う吸着等温線の範囲はBETに対応する部分より相対圧が大きい部分です。
式をいちいち書くと大変長くなります。BJH計算法を本で読まれてきちんとFollowされた方がよいと思います。

(Pa×Vads×Vm)/R×T
の意味は次のようなことです。Paが大気圧、Vadsは吸着量を気体(時代)の体積として与えた量ですから、
n=Pa(大気圧)Vads/RT...(1)
は、大気圧の気体が吸着した時の気体の”モル数”です。Vadsを普通は標準状態での気体容積として計算しますからT=273をつかいます。そのモル数nにVm、つまりその気体の液体での1molあたり容積をかけていますから、吸着したガスの液体としての容積になります。これを細孔の容積としているのです。これは気体の吸着による細孔分布解析で普通に使われる考え方です...続きを読む

Q孔容積の求め方

粉体の特性評価の実験で、粒度分布から比表面積を出したのですが、そこから孔容積を出すやり方がわかりません。

どなたかご存知の方は教えてください。

Aベストアンサー

粒度分布があると少し複雑でしょうが、比較的均一な粒度分布の粒子でしたら、粒子を完全な球と仮定すれば、球の最密充填構造をとったときの空隙を数学的には求められます。ただし、球であるとの仮定、最密充填構造との仮定など仮定が多すぎて、粒度分布から、計算で細孔容積を求めてもあまり意味がないように思えます。

ご存知かもしれませんが、ふつう、細孔容積は、水銀圧入法、窒素吸着法などで直接求めます。

Q体積・容積の違いって?

体積と容積の違いって何なのでしょうか?
言葉の意味を調べると体積は「立体の大きさ」とあり、容積は「内容の量・体積」とあります。
結局同じ意味と捉えても良いのでしょうか?

Aベストアンサー

hamanekoさん初めまして。meivといいます。

体積は、物質そのものの容量です。だから普通に「立体のそのものの大きさ」とよいと思います。

容積は、「水槽の中に入る水の量」と、昔小学校の先生が教えてくれました。簡単に言えば、容積は入れ物の中にどれくらいモノが入っているかを示す単位だと思います。

体積は「そのもの自身の大きさ」、
容積は「入れ物の中に入っているものの大きさ」
と考えればよいと思います。


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