ヘリウムガスによる容器の洩れ検査。換算方法。

質問

タイトルの洩れ評価検査で、検査結果(xx Pa*m3/h)から例えば窒素等の洩れ量を換算するにはどうしたらよいでしょう？例えばヘリウムと窒素の物性値からヘリウムの検査結果(xx Pa*m3/h)から容器の実際の洩れ量(xx gr/24h)を見積りたいのです。

回答No.2

sanori · ベストアンサー

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早速の回答ありがとうございます。考え方の道筋はなんとなく理解できました。念のため、例えば常温２０℃である圧力の時の窒素の洩れ量はどのように計算したらよいか、教えて頂けないでしょうか？教科書の例題のように実際の計算過程を見て理解を深めたいです。状態方程式のあたりの知識が弱いです。恐れ入りますがよろしくお願いします

前回も書きましたけど、窒素もヘリウムも式は同じです。

検査方法については全く専門外なので推測で考えますが、
要は、容器から漏れる窒素を測定しようとしても、窒素は大気と区別が付かないので、ヘリウムで実験・測定しているのでしょうね。おそらく。

私、計算不得意なんで、ざっくり説明します。

前回も書きましたが、式は

ｎ＝ＰＶ／（ＲＴ）　　（ただしｎとＶは１時間当たり）

　＝ｘｘＰａ　かける　＊ｍ＾３　わる　8.31 Pa・m3 / K・mol　わる　（２７３＋２０）ケルビン

　＝ｘｘ　かける　＊　わる　８．３　わる　２９３　モル（時間当たり）

これで１時間当たりに漏れる、気体のモル数がわかりました。

求める窒素漏れ量の単位が gr/24h　になってますが、
ｇｒって、グラムですかね？

窒素原子は質量数が１４なので、求めたモル数に１４を掛ければグラムになります。

この辺で勘弁してください。
では！

お礼

親切な説明ありがとうございました。また何かありましたらよろしくお願いします。

回答No.1

sanori

単純考えで良いんじゃないでしょうか。

あと、温度が何度かという条件が追加で必要ですね。

圧力Ｐで１時間当たりＶ立法メートルが漏れる、ということなので

気体の状態方程式
ＰＶ＝ｎＲＴ
　→　ｎ＝ＰＶ／（ＲＴ）

これで、１時間当たりに漏れる量ｎ（モル数、若しくは分子数）が分かります。
（Ｖは時間当たりの漏れ体積なので、本当は、他の文字に代えるのが正しいんでしょうけど）

温度が分母に来てますが、温度が高いほど、同じ圧力での分子数密度は減りますから、理屈は合ってますね。

なお、気体の状態方程式は、ヘリウムでも窒素でも変わりありませんから、計算方法は同じです。

補足

早速の回答ありがとうございます。考え方の道筋はなんとなく理解できました。念のため、例えば常温２０℃である圧力の時の窒素の洩れ量はどのように計算したらよいか、教えて頂けないでしょうか？教科書の例題のように実際の計算過程を見て理解を深めたいです。状態方程式のあたりの知識が弱いです。恐れ入りますがよろしくお願いします。