燃料の発熱量 想定問題 2
次の表は,4つの燃料の発熱量を,それぞれ別の単位で示したものである。これらを1kg当たりの発熱量に直したとき,最も大きいものと最も小さいものの組合せとして,最も適切なものはどれか。ただし,気体は理想気体とし,0[℃],1気圧で1molの体積は22.4[L],原子量はC=12,H=1とする。
燃料/発熱量/換算に使う値
ガソリン/33.4MJ/L/密度 0.73kg/L
輸入一般炭/26MJ/kg/―
メタン(CH4)/39.8MJ/m3(0℃,1気圧の体積当たり)/分子量から求める
水素(H2)/12.8MJ/m3(0℃,1気圧の体積当たり)/分子量から求める
ガソリン/33.4MJ/L/密度 0.73kg/L
輸入一般炭/26MJ/kg/―
メタン(CH4)/39.8MJ/m3(0℃,1気圧の体積当たり)/分子量から求める
水素(H2)/12.8MJ/m3(0℃,1気圧の体積当たり)/分子量から求める
最も大きいもの最も小さいもの
解説
ポイント
単位のちがう発熱量を1kg当たりに直して,最大と最小を選ぶ問題です。
考え方と解き方
体積当たりの値は,密度で割って重さ当たりに直します。気体の密度は 分子量 ÷ 22.4 です。
- ガソリン:33.4 ÷ 0.73 ≒ 45.8MJ/kg
- 輸入一般炭:26MJ/kg(そのまま)
- メタン:密度 16 ÷ 22.4 ≒ 0.714kg/m3。39.8 ÷ 0.714 ≒ 55.7MJ/kg
- 水素:密度 2 ÷ 22.4 ≒ 0.0893kg/m3。12.8 ÷ 0.0893 ≒ 143MJ/kg
- 大きい順は 水素 > メタン > ガソリン > 輸入一般炭。最大は水素,最小は輸入一般炭で,答えは ⑤
ほかの選択肢
①:表の数字をそのまま比べた並びです。水素は体積当たりでは小さくても,とても軽いので重さ当たりでは最大です。
③:メタンは約56MJ/kg で,水素の約143MJ/kg より小さいです。
覚えておくこと
- 体積当たりを重さ当たりに直すには,密度で割る。気体の密度(0℃,1気圧)= 分子量 ÷ 22.4(kg/m3)(テキスト・解き方)
- 水素は,重さ当たりでは最大(約143MJ/kg)だが,体積当たりでは小さい。運ぶ時は圧縮や液化で体積を小さくする(テキスト・覚えること)
- 表の数字の大きさのまま比べない。体積当たりと重さ当たりは別もの(テキスト・ひっかけ)
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