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(8430) 空気の循環
しまっち
2004/12/16(木) 01:07

次から次と、疑問がたくさんでてきます。一応自分でも、調べています。調べ方がヘタかもしれませんが。教室の中で思うのですが、空気を吸っても酸素がなくなりませんが、空気のかく乱のスピードというのがどのくらいなのかと。また冬はおそくなって少し酸欠気味になるのかと思いますが気のせいでしょうか?


(8453) (Re:8430)
Re:空気の循環
じょうたろう
2004/12/18(土) 20:04

質問の初めの部分ですが、

>次から次と、疑問がたくさんでてきます。一応自分でも、調べています。調べ方がヘタかもしれませんが。教室の中で思うのですが、空気を吸っても酸素がなくなりませんが、

まず、教室の空気はどのくらいの時間持つかです。
一般的な酸素消費量は、だいたいですが、
250ml/minとします。
これは、15l/時間となります。
ここで教室の大きさを
6mx6mの面積で高さ3mとすると
だいたい100立方メートルとなります。
これは10万lに当たります。
50人の生徒が居たとして、一人当たり空気
2千l
です。
このうち酸素を5%とすると、
100l
となります。
一時間で15l消費するので、
密閉された教室では6時間ぐらい持ちますね。

あと、居住空間の設計基準のようなものがあって、
居室の換気の基準は
80立方m/時間
といった値を見たことがあります。
多分オフィスなどの基準なのでしょうが、
教室に当てはめると1時間で部屋の空気を
総入れ替え出来そうな値ですね。

ただし、実際には酸素の減少より
二酸化炭素などの増加の方が害があるので、
換気がいらないわけではありません。
換気はするほど体に良いと思います。

次は、
>空気のかく乱のスピードというのがどのくらいなのかと。

確かに種類の違う気体を接触させると、
気体拡散が起こりますが、
この場合それより熱対流の方が大きいでしょう。
そもそも、人間は吸気の酸素全てを
吸収しないですから、
吐いた息は少し酸素が少ないだけの
空気となるはずです。
この空気は温度が室温より高いはずなので
上昇して冷却され下降するでしょう。
もともと組成のあまり変わらない吐いた空気が、
他の空気に混じって降下するのですから、
すっかり混じってしまいそうですね。

これが、都市ガスなどだと話は違います。
空気より重いガスの場合、
そのまま床に溜まっていきますので、
危険な状態になりますね。

まあ、とにかく冬は換気に気をつけましょうね。



(8454) (Re:8453)
Re2:空気の循環
しまっち
2004/12/18(土) 21:22

 レス有難うございます。丁寧に計算して頂いて恐縮です。
結構部屋の中で長時間酸素が持つことが以外でした。計算に、もとずかないでただなんとなく空気が直ぐになくなるように思ったので、意外と長時間もつことがわかったことと、吸引した酸素すべてを消費するわけではないというのが以外でした。外の窓は締め切っているので新しい酸素が廊下からいれかえでどのぐらいくるのかと思ったわけです。冬は気温が低いので、気体分子の運動が夏に比べて活発ではないということは
あまり考えなくてもいいのでしょうか?



(8456) (Re:8454)
Re3:空気の循環
IRON28
2004/12/18(土) 21:46

>冬は気温が低いので、気体分子の運動が夏に比べて活発ではないと
>いうことはあまり考えなくてもいいのでしょうか?
カンでは「全然考えなくてよい」ような気がしますが、いかがなもの
でしょう。
仮に摂氏10℃と30℃の違いといっても、分子運動に”効く”温度は
283Kと303Kだから、大した違いではないです。分子運動の速度と
なると、この温度比の平方根だからますます大差なくなりますね。


(8458) (Re:8456)
Re4:空気の循環
しまっち
2004/12/19(日) 21:29

いつも有難うございます。気体の運動が、温度の平方根に比例すると言うことを学べてよかったです。
中学の時、家で、二つの線をそのままつないだだけのプラグをコンセントへそのまま差し込みました。すぐに火花が散って、ブレーカーが落ち親に怒られました。自分ではただ電気が流れるだけなので何も起こらないだろうと思いましたが、空気に触れたのがいけなかったのでしょうか?




(8467) (Re:8458)
Re5:抵抗値0
じょうたろう
2004/12/20(月) 21:08

まず最初に、ここを見ている
小中学生への助言となりますが、
電気の実験は電池で行いましょう。

家庭のコンセントの100V電源は
パワーが大きいので、感電する危険があります。
また、家庭用電気製品も、
全て国家基準の厳しい試験をパスしているものです。
改造してはいけないと書いてあるはずで、
電気製品を改造して事故を起こしても
誰も責任を取ってくれません。
電球やモーターと電池などで実験しましょう。

質問の内容は、電池の両極に電線をつないでも
同じ事になるのですが、
電流はたくさん流れます。
(電池の場合も、長く続けると、
腐食性の液漏れなど起こすので、
これもお勧めできませんが。)

理由は中学の理科で習っていると思います。
オームの法則は
V=IR
なわけですが、
電線のように抵抗Rが非常に少さいとき
コンセントでも電池でも
電圧Vは100Vや1.5Vで
一定に保たれるように働きます。

電流を求める式を作れば結果はわかりますね。




(8469) (Re:8458)
Re5:空気の循環
IRON28
2004/12/20(月) 22:31

#8458 しまっちさん

>気体の運動が、温度の平方根に比例すると言うことを学べてよかったです
私は「気体の運動が・・・に比例する」という意味のことは書いて
ないです! 運動の「速度」が(絶対温度に)比例するという意味のことを
書いていますよ。「運動が・・・に比例する」では理科の文になっていません。
「運動」は量を表す言葉ではないからです。言葉は正確に使いましょう。で
ないと「思考力分解能」の低い人間になります(結構そういう人多いけど)。
それから引用は正確にしましょう。そうでないと「コメントを書いた人が間
違っている」と取られる恐れがあり、もし、そうなったらその人が迷惑します。

>中学の時、家で、二つの線をそのままつないだだけのプラグをコンセントへ
>そのまま差し込みました。すぐに火花が散って、ブレーカーが落ち親に怒ら
>れました。自分ではただ電気が流れるだけなので何も起こらないだろうと思
>いましたが、空気に触れたのがいけなかったのでしょうか?
電流が定格オーバーしてブレーカーが正しく働いただけのことです。働かなか
ったら火事になる恐れがありますよ。空気は関係ないです。

話題変えるなら別のツリーにして、タイトルもそれらしくしてください。



(8509) (Re:8453)
Re2:空気の循環/訂正
じょうたろう
2004/12/31(金) 11:55

暇になったので見かえしをしたのですが、
間違っていた部分があったので
訂正します。

大気中の酸素の計算を
記憶にまかせてしていたのですが、
正しくは、酸素濃度は21%
このうち使用可能な量は3%でした。
従って密閉された教室で呼吸可能な時間は
6時間x3/5=3.6時間でした。
あいまいな計算ですみませんでした。

ちなみに、これらの値は
「理科年表ジュニア」の
物理/科学部
大気の組成
に出ています。
この本、中高生あたりなら充分わかるような
内容だと思います。

私自身意外だったのは、
酸素濃度18%を割ると頭痛など
各種症状が出ると言うことと、
吐く息は酸素濃度15%だということでした。

火災時などビニールで自分の息をためて吸う
というような方法が紹介されたりしますが、
これは化学物質の煙が非常に有毒なためで、
非常手段なのだということがわかります。

とにかく冬は換気と火の用心ですね。




(8512) (Re:8509)
Re3:空気の循環/訂正
まっきー
2004/12/31(金) 23:36

呼気の酸素濃度は15%なんですか?問題集(シグマベストの特進クラスの理科など)では約17%が一般的です。ちなみに,呼気の二酸化炭素濃度が約4%となっています。


(8514) (Re:8512)
Re4:空気の循環
じょうたろう
2005/01/03(月) 20:22

呼気の酸素濃度についてですね。

理科年表は非常に信頼性の高い資料ですから、
いろいろなところで引用されていますし、
間違いということは無いと思います。
しかし複数の問題集で確認した情報と言うのも
確かそうですね。

人の呼吸の成分といったものは
その人の体格、性別、運動状態、年齢などで
変わってくるものだと思いますから
どのような人を基準にしたかで
変わるかもしれません。

試験の大事な皆さんにとっては、
呼気の酸素濃度約17%と覚えることが
最適かもしれませんね。

やはり学生中心の掲示板ですから
教えてもらってよかったです。
情報ありがとうございます。





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