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≪みんなの宇宙旅行に必須の脳脊髄液減少症の臨床シリーズ 3 ≫KIKITATA
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■■医学専門研究基礎 総合基礎論
■気体の法則について(ボイルの法則,シャルルの法則,ボイル・シャルルの法則,気体の状態方程式)
◆石川県立野々市明倫高等学校 田辺 博子
≪抜粋≫
5.まとめ
気体の体積,圧力,温度,物質量といろいろな量が出てきました.
同じ量でも,単位が違うと数値が異なってきます.
また,
量を表すアルファベットと,
単位を表すアルファベットを区別して,
混乱 しないように気を付けながら,
どんなときにどんな量になるのかを求めてみましょう.
問題のなかに出てくる物理量とその単位に注意しながら,
解いてみましょう.
「このときのプレッ シャーは○○だから,ボリュームは・・」と言いながら計算してみましょう.
参考文献 [1] 長倉三郎・竹内敬人他,化学Ⅰ,東京書籍,2006年
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≪記載の一例≫
■■医学専門研究基礎 総合基礎論
■気体の法則について(ボイルの法則,シャルルの法則,ボイル・シャルルの法則,気体の状態方程式)
◆石川県立野々市明倫高等学校 田辺 博子
≪抜粋≫
5.まとめ
気体の体積,圧力,温度,物質量といろいろな量が出てきました.
同じ量でも,単位が違うと数値が異なってきます.
また,
量を表すアルファベットと,
単位を表すアルファベットを区別して,
混乱 しないように気を付けながら,
どんなときにどんな量になるのかを求めてみましょう.
問題のなかに出てくる物理量とその単位に注意しながら,
解いてみましょう.
「このときのプレッ シャーは○○だから,ボリュームは・・」と言いながら計算してみましょう.
参考文献 [1] 長倉三郎・竹内敬人他,化学Ⅰ,東京書籍,2006年
気体の法則について(Adobe PDF) - htmlで見る
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ねらい
一定量の気体がある場合,その気体の体積,圧力,温度にはどんな関係があるでしょう.
例えば, 下図の中央の風船を,大きくしたり小さくしたりするときには,どうしたらよいでしょうか.
写真 1は小松空港の出発ロビーで撮影したスナック菓子と写真2は小松から千歳空港に向かう途 中の飛行機のなかで写したものです.
どうして,こんなに袋の様子が違うのでしょうか.また,
上空の飛行機内で空のペットボトルの蓋を閉めておくと,着陸体制に入ったときに,ぽこんと音 がして凹みます.どうして,こんな現象が起こるのでしょうか. また,表示ラベルがはがれて中身が「塩素」か「水素」か「二酸化炭素」か分からなくなったガスボンベがあったとします.
有毒な気体もありますので,匂いを嗅がずに安全に何の気体が入 っているのかを調べる方法はないでしょうか.
さらに,ここで学ぶ気体の法則と浮力との関係を調べていけば,どのくらいの大きさでどのくらいの温度にすれば,人間を乗せて浮かぶ熱気球ができるか計算することもできます.
目に見え ない気体ですが,その気体の温度,体積,圧力の関係が分れば,いろいろなことが見えてきます.
目次 1.本論に入る前に復習 (1) 量とその単位
(2) 式とグラフ
2.いろいろな気体の法則
(1) ボイルの法則(Boyle’s law)
(2) シャルルの法則(Charles’s law)
(3) ボイル・シャルルの法則(Boyle’s and Charles’s law)
3.理想気体の状態方程式(Ideal gas equations)
4.気体の状態方程式から気体の分子量を求める
5.まとめ
1.本論に入る前に復習
(1)量とその単位
体積,圧力,温度は身近な物理量です.いろいろな物理量には,その量がどのくらいあるかを表す 単位があります.量とその単位の例を次表にあげます.
表 1.1 物理量と単位 「長さ」L メートル (m) ,フィート,インチ,寸 「質量」w キログラム (kg) ,ポンド,貫 「時間」t 秒 (s) ,分 (min) ,時間 (h) 「体積」v 立方メートル (m3) ,リットル (L) ,合,升 「熱量」Q ジュール (J) ,カロリー (cal) 量を表す記号は,その量の単語の頭文字からとることが多いです.例えば,
P:圧力(pressure) V:体積(volume) t :温度(temperature) などです.
ただし,同じ文字でも表す量が異なる場合があります.
例えば, t は時間を表すとき, 温度を表すときがあるので注意が必要です.
気体の法則では, t はセ氏温度を表します.
また,絶 対温度は T と大文字を使って区別します.
また,同じ質量でもweightから w ,massから m を使う 場合があります.
ここでは質量を表す記号として w を使います.
量と単位との区別が付かずに,「このお菓子のカロリーは多そうだね」と言ってしまう人がいます.
「あなたのメートルはいくらですか」とは言いませんね.高カロリーとは言いますが,高メートルと は言いません. 長さなどの身近な量の場合,量と単位の区別は容易につきますが,熱量や物質量などの慣れない,
身近でない量の場合は,使い分けが難しくなります. とはいえ,数値に付いている単位を見ると,何 の量を表しているのかが分かり便利です.
圧力の単位は,パスカル (Pa) に統一します.
他に,atm ,mmHg を圧力の単位として使う場合 もあります.
単位を変えると,同じ量でも数値が変化します.
例えば, 1.013×105 Pa ≒ 760 mmHg ≒ 1.00 atm などです.
これは,1.0 m ≒ 3 尺 3 寸 となるのと同様ですね.
単位を組み合わせて表す場合もあります.
例えば,面積を表す m 2,速度を表す km / h などです.
その他,[ J ] = [ N・m ],[ Pa ] = [ N / m2 ] などがあります.
また,k (キロ)は ×1000 ,m (ミリ)は ×1/1000 ,c (センチ)は ×1/100 ,h (ヘクト) は ×100 ,M (メガ)は×106 を意味する単位の前に付ける語(接頭辞)です.例えば,
1.0 ×103 m = 1.0 km 1.013 ×105 Pa = 1013 hPa となります.
「私の体重は 70 キロです」「あの投手の球速は 145 キロ くらいかな」と言う人も いますが,正確には「体重は 70 キログラム」「球速は 145 キロメートル毎時」という必要があり ます.
問題1・1 時間を表す記号の t は何という単語がもとになっていると思うか. 問題1・2 物質量を表す記号には n が使われるが,単位は何か. 問題1・3 20 分で 3.0 km 移動したときの速さはいくらか. (2)式とグラフ
x,yという 2 つの変数の関係を式やグラフを使って表すことができます.
式やグラフを使うと, 2 つの量の関係を表すのが簡単になります.
いろいろな量の関係を考えるときに,式とグラフを使 いこなすと便利ですし,いろいろなことが分かってきます.
問題1・4 次の各グラフについて,下の各問いに答えなさい.
(1) 各グラフの x,y の関係を式で書きなさい.(定数は,必要に応じて,a,bを使いなさい. 例えば,(ア),(エ)の傾き,(オ)の x,y の積を a とする.)
(2) 上のグラフ(ア)から(オ)のなかで,比例の関係を表すものを選べ. (3) 上のグラフ(ア)から(オ)のなかで,反比例の関係を表すものを選べ. 2. いろいろな気体の法則
一定の量の気体で,圧力 p ,体積 v ,温度 t という 3 つの量には,どんな関係があるでしょ うか.変数が 3 つもあると,これらの関係を捉えるのが大変です. ところで,歴史的にも,ボイルという科学者が温度一定のときの圧力 p ,体積 v の関係を調べ,
シャルルという科学者が,圧力一定のときの体積 v ,温度 t の関係を調べています.つまり, 3 つ の量を一度に変化させずに,一つの量を一定にして,他の 2 つの量の関係について,実験して調べ ました.
(1)ボイルの法則(Boyle’s law)
イギリスのボイル (Robert Boyle) は,1662 年に,気体の温度 t を一定にして,気体の圧力 p と 体積 v の次のような関係を発見しました.もちろん,使った気体の量は一定にしています. このとき,数学ならば,v = a / p と表しますが,理科では,a を k とおくことが多いので,
v = k / p
となります.また,圧力 p1 のときに体積が v1,圧力 p2 のときに体積が v2になったとすると,
v1 = k / p1 v2 = k / p2 ここで,それぞれの式を変形すると p1v1 = k p 2v2 = k この2つの式より
k = p1v1 = p2v2 となります.
そこで,k を使わずに表すと,ボイルの法則は
p1v1 = p2v2 (2.1)
となります.
(2)シャルルの法則(Charles’s law)
フランスのシャルル (Jacques Charles) は,1787 年に,気体の圧力 p を一定にして,気体の温度 t と体積 v の間には下のような関係があることを発見しました.もちろん,使った気体の量は一定 にしています.温度は,セ氏温度 t *1) で測定したとして表してあります. 5.まとめ 気体の体積,圧力,温度,物質量といろいろな量が出てきました.
同じ量でも,単位が違うと数値が異なってきます.
また,
量を表すアルファベットと,
単位を表すアルファベットを区別して,
混乱 しないように気を付けながら,
どんなときにどんな量になるのかを求めてみましょう.
問題のなかに出てくる物理量とその単位に注意しながら,
解いてみましょう.
「このときのプレッ シャーは○○だから,ボリュームは・・」と言いながら計算してみましょう.
参考文献 [1] 長倉三郎・竹内敬人他,化学Ⅰ,東京書籍,2006年
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上記の文責は、総て私に有ります。
ご自由に、ご使用下さい。
ありがとうございます。
転載は、御自由です。 (一部転載も御自由です)
みんなが、いち早く、助かります様に・・・・・・
2019/5/2(木) 午後 2:08 [ KIKITATA ]
注:記載に誤りがあれば、遠慮無くご教示下さい。
批判・激励・文句,なんでも歓迎
みんなが、いち早く、助かります様に・・・・・
2019/5/2(木) 午後 2:09 [ KIKITATA ]
おはようございます。
大島商船で、教えたものです。
懐かしいですね。
ナイス!お受け取りください。
2019/5/4(土) 午前 5:25
おはようございます。
≪ご質問≫
○○さんからKIKITATAさんが急?に回復し今はマラソンもしてると聴きました。素晴らしい!!!もしその記事がありましたら教えて下さい・・・
≪ご回答≫
長年に渡りお世話になっています。
脳脊髄液減少症の症状が、劇的に改善しているのは、現実です。
完治したかと思う時も何度も味わっています。
途中でアクシデントもあり、色々な事が有ります。
当ブログにも、何度もその時々の事を記載していますが、他の多くのブログ投稿の中に隠れて見つけるのが大変だと思います。
後日に、新規のこれらの経過ブログを、まとめて作成し、投稿させて頂きます。
投稿時には、あなたのブログにご案内をさせて頂きます。
追伸
篠永教授の再診時には、必ずこの経過を報告しています。
篠永教授からは、広く皆様に、伝えて下さいとお言葉を、頂いています。
いつも、本当に、ありがとうございます。
2019/5/4(土) 午前 8:10 [ KIKITATA ]
HEROさん
おはようございます。
そうなんですね。
縁とは不思議なものですね。
私は子供の頃に学んだ事を、再度、勉強しています。
この法則は、実務に本当に役に立ちます。
脳脊髄液減少症・宇宙旅行にも、深い関係が有ります。
再度、一生勉強と思っています。
過去にこの原則で、専門家たちが不可能だと言いましたが、世界に無いインクを開発しました。
少量で大量に印刷できるインクです。
IBMの研究所にて数億円かかると言う製品検査も受けて、東京のIBM研究所にも行き、IBMの純正品に使用も認められました。
この法則は、私を、虜にしています。
また、色々な事の、ご指導を、よろしくお願いします。
いつも、本当に、ありがとうございます。
2019/5/4(土) 午前 8:28 [ KIKITATA ]
> KIKITATAさん、いろいろ探したのですが、解らなくて、どうか宜しくお願い致します。同病の方にも知らせたいです。
みんなに希望を捨てずに生きて貰いたいです。私もそうなりたいです。
宜しくお願い致します。
2019/5/4(土) 午後 0:28
あけみさん
こんにちは。
いつも、長年に渡り色々と教えて頂き、ありがとうございます。
ただいま、作成に取り掛かりましたが、少し時間が掛かりそうです。
来週の5月7日を目標に、作成中です。
投稿時には、あなたのブログにも、ご案内をさせて頂きます。
いつも、本当に、ありがとうございます。
2019/5/4(土) 午後 1:39 [ KIKITATA ]