ペットボトルの耐圧と空気の量

質問

お世話になります。

ペットボトルに空気を圧縮して入れようと思っております。
使用するペットボトルは炭酸飲料用のペットボトルです。

いろいろと調べてみると、ペットボトルの耐圧は６～７気圧くらいにとどめるのが、無難だと言う事が分かりました。

1.5Lのペットボトルに、試しに自転車の小さな空気入れで入れてみたところ、約６グラムの空気が入りました。
体積にすると約4.6Lほどです。

4.6Lはペットボトルの体積の約３倍なので、これは３気圧と考えて良いのでしょうか？
あまりこの分野には詳しくないので、単純にこのように考えて良いのか分からないのですが、詳しい方からの回答をお待ちしております。

5.0GVの強炭酸のコーラは、体積の５倍の二酸化炭素が溶け込んでいるみたいなので、それを考えると1.5Lのペットボトルに約4.5Lは3GVなので、まだまだ余裕はあるのかなぁとも思いましたが、液体に溶けている場合と、そのまま気体のままの場合とではまた違うような気もしますし。。。

アドバイスお願い致します。

回答No.2

hikkyhokky · ベストアンサー

圧力をp、体積をvとします。最初の状態のそれぞれをp1, v1、後の状態のをp2, v2とすると、同じ温度だとp1*v1=p2*v2です。１気圧で4.6Lの空気を1.5にすると、おっしゃるように大体３倍になるので、３気圧と考えて良いと思います。液体に気体が溶けるときと、気体のままの場合では、全く異なります。気体が液体に溶けるときは、溶解度が問題になるので、そのデータが必要になります。

お礼

的確なご回答ありがとうございます。

２気圧になれば体積は２分の１、３気圧になれば体積は３分の１となるので、やはり３気圧と考えて良いのですね。

ただ６～７気圧以上にも耐えられるペットボトルでも、３気圧分の空気を入れるだけでも結構パンパンになってしまうので、本当に６気圧分の空気を入れても大丈夫なのか疑問に思ってしまいます。

例えば1.5Lのペットボトルに、３気圧分（4.5L）の二酸化炭素が入っている炭酸水が1.5Lあるとして、３気圧分の気体が液体に溶けている場合のペットボトルを押す圧力と、３気圧分の気体のみを押し込んだ場合（液体は無し）のペットボトルを押す圧力は、おおよそ等しいと考えれるのでしょうか？

気体の体積が同じでも、液体に溶けている場合と気体のみの場合で、ペットボトルを押す力が異なるのか分かるでしょうか。

引き続きアドバイスを頂ければ助かります。
よろしくお願い致します。

回答No.1

sirasak

1リットルの空気質量は1.2ｇ（1立方メートルでは1.2kg)で計算できると思うのですが。
http://www.hat.hi-ho.ne.jp/moch/science/nlab/nlab_05.htm

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答して頂いた内容についてですが、質問の回答とは違う気がするのですが、もし質問に対しての適切な回答であれば、もう少し補足して回答を頂ければ助かります。

質問の要点は、1.5Lのペットボトルに約4.6Lの空気を入れたら、３気圧として考えても良いのか？　と言う事です。