電験三種 平成29年度(2017) 電力 問15(b) 過去問解説

【考え方】燃料 2 805 t の中の炭素と水素を燃やすのに、酸素がいくら必要かを出し、空気の量に直します。 ■1 炭素に必要な酸素 燃料は $2\,805\,\mathrm{t} = 2\,805 \times 10^6\,\mathrm{g}$ です。 炭素の質量：$2\,805 \times 10^6 \times 0.85 \fallingdotseq 2.384 \times 10^9\,\mathrm{g}$ 炭素は12 gで1 molなので：$\dfrac{2.384 \times 10^9}{12} \fallingdotseq 1.987 \times 10^8\,\mathrm{mol}$ $\mathrm{C} + \mathrm{O_2}$ なので、炭素1 mol に酸素1 mol です。酸素も $1.987 \times 10^8\,\mathrm{mol}$ です。 ■2 水素に必要な酸素 水素の質量：$2\,805 \times 10^6 \times 0.15 \fallingdotseq 4.208 \times 10^8\,\mathrm{g}$ $\mathrm{H_2}$ は2 g で1 mol なので：$\dfrac{4.208 \times 10^8}{2} = 2.104 \times 10^8\,\mathrm{mol}$ $\mathrm{2H_2} + \mathrm{O_2}$ なので、酸素はその半分の $1.052 \times 10^8\,\mathrm{mol}$ です。 ■3 酸素の体積 酸素の合計（炭素の分＋水素の分） $1.987 \times 10^8 + 1.052 \times 10^8$ $= 3.039 \times 10^8\,\mathrm{mol}$ 1 mol は 22.4 L、1 m³ ＝ 1 000 L です。 $3.039 \times 10^8 \times 22.4 \div 1\,000 \fallingdotseq 6.81 \times 10^6\,\mathrm{m^3}$ ■4 空気の量 空気の中の酸素は21 %なので、空気はその $\dfrac{1}{0.21}$ 倍です。 $\dfrac{6.81 \times 10^6}{0.21} \fallingdotseq 32.4 \times 10^6\,\mathrm{m^3}$ 答えは(3)ピヨ。