電験三種 平成23年度(2011) 電力 問15(b) 過去問解説

【考え方】(a) の燃料を炭素と水素に分け、それぞれに必要な酸素の量（kmol）を出します。最後に体積にして、空気の量に直します。 ■1 炭素に必要な酸素 (a) より、燃料は $1.023 \times 10^5\,\mathrm{kg}$ です。 炭素：$1.023 \times 10^5 \times 0.85 \fallingdotseq 86\,960\,\mathrm{kg}$ 炭素は 12 kg で 1 kmol（kmol は mol の1 000倍）なので　$\dfrac{86\,960}{12} \fallingdotseq 7\,247\,\mathrm{kmol}$ $\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$ なので、酸素も同じ $7\,247\,\mathrm{kmol}$ 必要です。 ■2 水素に必要な酸素 水素：$1.023 \times 10^5 \times 0.15 \fallingdotseq 15\,345\,\mathrm{kg}$ $\mathrm{H_2}$ は 2 kg で 1 kmol なので　$\dfrac{15\,345}{2} \fallingdotseq 7\,673\,\mathrm{kmol}$ $\mathrm{2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O}$ なので、酸素はその半分の $3\,836\,\mathrm{kmol}$ です。 ■3 酸素の体積 酸素の合計：$7\,247 + 3\,836 = 11\,083\,\mathrm{kmol}$ 1 kmol の気体は 22.4 m³ です（22.4 l の1 000倍）。 $11\,083 \times 22.4 \fallingdotseq 2.48 \times 10^5\,\mathrm{m^3}$ ■4 空気の量 空気の 21 % が酸素なので、空気は $\dfrac{2.48 \times 10^5}{0.21} \fallingdotseq 1.18 \times 10^6\,\mathrm{m^3}$ 答えは(4)ピヨ。