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Life + Chemistry

化学の講義録+大学を楽しく面白い学びの場に変える試みの記録 (北里大学・野島 高彦)

医療工学科の化学講義(11)気体の性質

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キーワード

圧力,気体定数,工学気圧,重力単位系,全圧,大気圧,力,分圧,分圧の法則,ヘンリーの法則,ボイル-シャルルの法則,理想気体,理想気体の状態方程式

講義内容の要約

  • 力と圧力は別の物理量.力/面積が圧力.
  • 圧力をあらわす単位イロイロ:Pa, atm, mmHg, bar. Torr, kgf cm-2
  • ボイルの法則,シャルルの法則,ボイル-シャルルの法則
  • 理想気体の状態方程式 PV=nRT
  • 分圧の法則←物質量の比は分圧の比に等しい.
  • 人体との関わり(1):肺,組織,静脈中における酸素分圧と二酸化炭素分圧の変化.
  • ヘンリーの法則←圧力を高くすれば気体がたくさん溶解する.
  • 人体との関わり(2):スキューバダイビングやるときは潜水病に注意.

該当する教科書のページ

第9章「気体の性質」,101ページから110ページ.

はじめて学ぶ化学

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トピック

1 潜水動物が潜水病にならないしくみ

深海では肺を縮小させて肺の中の空気を気管支に逃がしているためです.昨年の夏にアメリカの研究グループが,血中酸素濃度モニターをアシカに取り付けて,潜水と浮上に伴う血中酸素濃度の変化を測定しました.その結果,水深225 m付近で肺を縮ませ,空気を取り込まないようにしていることがわかりました.

Birgitte I. McDonald* and Paul J. Ponganis, 2012, "Lung collapse in the diving sea lion: hold the nitrogen and save the oxygen", Biology Letters, doi:10.1098/rsbl.2012.0743

和文解説記事→ アシカの潜水病を防ぐメカニズムを解明、米研究/AFP BB News(2012-09-21)

2 風船と加圧減圧装置

3 mmH2O

大気圧下,水銀柱は760 mmまで上昇.水だと約10 m,航空機用軽油だと約16 mまで上昇.普段意識していない大気圧には,それだけの大きさがあるのです.

4 真空中に放り出されたら?

『気を失う直前,舌の上の唾液が蒸発泡になるのを感じた』

5 身の回りの圧力イロイロ

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タイヤが1.8 atmから2.5 atm,圧力鍋が2 atmから2.5 atm,炭酸飲料の炭酸ガスが3.5 atmから4.5 atm.ヒール先端の面積1 cm2のハイヒールを履いた体重40 kgの人に足を踏まれると39 atm.

確認問題

計算問題→計算問題

出席者の声:みんなはこういうことを考えている/感じている/知りたいと思っている

●kgwもキログラム重なんですか?

そうです.1 kgf = 1 kgw です.

●1 mmHg = 1 Torrでいいんでしょうか?

それでOK.

●雷ってどうして起こるんですか?6月でもひょうがふるのはなぜですか?

雷の生じるメカニズムについて2014年の人類はまだ理解していません.上空と地上との間に電位差が生じると雷が発生する,というあたりまで.気温が氷点下になれば水蒸気が状態変化して氷になります.それがヒョウ.6月でも上空は低温っていうことがあります.

●海女の人々も潜水病になるんですか.

なります.職業病.

●kgf cm-2が何かわからない

わざわざ遅刻してきたことを白状しなくておk.

●話聞いてなかった.

機会損失.大学4年生制コースには8年まで在籍できるからおk.

●ざせつです
●復習します
●よく分かりません.がんばります.
●出来てない感がすごい
●ざせつ.復習頑張ります
●重力加速度の使い所がわかりませんでした.
●今日も計算問題が難しかった.

出席者数推移

(1)89→(2)89→(3)87→(4)80→(5)79→(6)75→(7)79→(8)73→(9)74→(10)74→(11)78

次回予告と予習内容

「化学反応と熱エネルギー」を学びます.教科書の111ページから122ページを読み,例題を解いておくこと.

はじめて学ぶ化学

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