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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)

看護学科の化学講義(11)気体の性質

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キーワード

圧力,気体定数,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,ボイルの法則,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
  • 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.2012年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

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.歩く凶器.

確認問題

計算問題→気体の体積を計算する問題

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

●潜水病のところは興味深かった
●気圧が低くなると必ず偏頭痛が起こるんですが,その原理がよくわかりました.気体の話,少し苦手なのでしっかり復習したいと思います.
●潜水病と深海生物の話,とても興味深かったです!
●今日は少し難しかったので復習します.
●mol計算よりこっち方がキライです.
●計算機のありがたみを知った.
●海狼のマンガで減圧症になって高圧酸素のタンクに入るシーンがありました.その時はよく分かっていませんでしたが,説明をきいてその理由がわかりました.
●化学やばい.勉強します.

出席者数推移

(1)51→(2)58→(3)56→(4)56→(5)55→(6)55→(7)51→(8)54→(9)54→(10)57→(11)51

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.

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