膜を通過する気体の透過量の算出方法とは？
- 膜を通過する気体の透過量を算出するには、膜の厚さ、透過率、圧力差、時間の４つの要素が関与します。
- 単純に膜の厚さ、透過率、圧力差、時間を掛け算すればよいように思えますが、膜の厚さが変化する場合には注意が必要です。
- 膜の厚さが変化する場合には、膜の厚さを考慮した修正項を計算式に加える必要があります。
- ベストアンサー
透過量の算出について
膜か何かがあると仮定して、そこを通り抜ける気体の量を算出するとします。 膜には気体の透過率(mol/m・s・Pa^0.5)があるとします。 この時、透過量を算出するにはどうしたらよいでしょうか？ 膜の厚さをh, 透過率をK, 圧力差をΔP, 時間をt とすると、単純に hKtΔP となるような気がします。 しかし、膜の厚さが2hの場合、同様に考えると透過量は 2hKtΔP となり、膜の厚さがhの時よりも透過量が多くなってしまいます。 膜が厚いほど透過量は少なくなることに反していることになります。 透過量の計算について、私のやり方が間違っているのだとは思いますが、正しい算出の仕方がわかりません。 どなたか、ご指導よろしくお願いします
- nari-boo
- お礼率31% (13/41)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
単位から見てみるとそのような式を立てたくなる気持ちはわかります。 実はもう一つ重要なファクター、膜の面積を忘れています。 透過量は膜の面積に比例することは直感的にわかると思います。 すると、次元をあわせるためには厚さに反比例にしないといけません。 透過量は面積Sを追加して KSt⊿P/h となりそうです。
関連するQ&A
- 透過量の算出について
膜か何かがあると仮定して、そこを通り抜ける気体の量を算出するとします。 膜には気体の透過率(mol/m・s・Pa^0.5)があるとします。 この時、透過量を算出するにはどうしたらよいでしょうか？ 膜の厚さをh, 透過率をK, 圧力差をΔP, 時間をt とすると、単純に hKtΔP となるような気がします。 しかし、膜の厚さが2hの場合、同様に考えると透過量は 2hKtΔP となり、膜の厚さがhの時よりも透過量が多くなってしまいます。 膜が厚いほど透過量は少なくなることに反していることになります。 透過量の計算について、私のやり方が間違っているのだとは思いますが、正しい算出の仕方がわかりません。 どなたか、ご指導よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- PRTRの算出量計算について
PRTRのタンク受入による大気中へのロス算出において次の式がありました。 受入ロス = 0.041 x 分子量 x 受入量 x 対象物質の分圧/タンク内の分圧 （単位はそれぞれ、分子量g/mol、受入量m3、圧力Pa） ここで0.041という係数がどのように求められるか、もし、知っている方がおられれば教えてください。非常にきになります。
- ベストアンサー
- 化学
- 酸素の物質量
0℃の水 1.0[l]に対して、酸素は圧力が1.01*10^(5)[Pa]のときには49[ml](0℃,1.01*10^(5)[Pa]での体積)溶解する。 これについて、次の問いに答えよ。 なお、酸素は理想気体と考えてよいものし、答えの数値は有効数字2桁で示せ。 問いは全部で4つあるんですが、最初の２つを質問したいです。（最初の2つを理解できれば、残りの3問、4問は自力でできるかなと思ったので） (1)圧力が1.01*10^(5)[Pa]のとき、0℃の水 1.0[l]に溶解する酸素の物質量は何molか。 (2)圧力が3.03*10^(5)[Pa]のとき、0℃の水 1.0[l]に溶解する酸素の物質量は何molか。 (1)で分からなくなりました。 自分では、こう考えました。 圧力が1.01*10^(5)[Pa]で体積が49[ml]。 普通、体積は22,4[l]だから、49[ml]を[l]になおすと、49*10^(-3)[l]となり 0.5*10^(-3)[mol]かと思ったんですが、答えは2.18*10^(-3)[mol]と全然違いました。 ヒントで0℃、1.01*10^(5)[Pa]で、1molの気体の体積は2.24*10^(4)[ml]である。と書いてありますが 2.24*10^(4)[ml]はどうやって出したんでしょうか？ どうして[ml]にしてるのかもよく分かりません。 おねがいします。 おしえてください。
- 締切済み
- 化学
- 多層の膜からなる透過率について
材質の異なる膜が2層になっている系があるとします。 それぞれの膜の、気体の透過率はA, B, とします。 となると、この２層の膜全体に対する透過率はどのように計算すればよいのでしょうか？ 全体の透過率をCとすると、C=A+Bではおかしいですし、 1/C=1/A+1/B このような感じでしょうか？ もし引用文献があれば、その文献名、論文名も教えていただきたいです！ よろしくお願いします！
- ベストアンサー
- 化学
- クヌッセン流れの導出
メソ孔を持つ膜にガスを流した場合、流れは、粘性流れ・クヌッセン流れ・表面拡散流れの三つの機構が関与している。 クヌッセン流れは以下のような式で表せる。 Q=[4πr^3・ΔP・N・（2/πMRT）^0.5]÷3L Q :ガス流量[mol/s・cm^2] r :孔半径[cm] ΔP:膜の上流と下流での圧力差[Pa] N :孔密度[cm^-2] M :分子量[g/mol] R :気体定数[J/K・mol] T :絶対温度[K] L :膜厚[cm] という論文の内容を参考にしています。 このクヌッセン流れの式はどのように算出されたかを知りたいです。 今まで調べてきたのですが、調べ方が悪いせいか見当たりません。 どの資料に算出方法が説明されているでしょうか？ どなたかご存じないでしょうか？ お教えください。お願いします。
- 締切済み
- 化学
- 圧力と気体の数密度について
20℃で3molの気体を1Lの容器へ入れた際の圧力(Pa)と気体の数密度(個/m^3)はどうなるのでしょうか? 理想気体の方程式ｐV=NRTを使うのかと思いますが 数密度が何なのか分からず詰まっています。 ご教授のほど宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 全圧、分圧
体積1.12Lの容器にN2=7.0g、H2=1.0g、Ar=10gからなる0℃の混合気体が入っている。これらすべて理想気体であるとして、次の問いに答えよ。 ただし、原子量H=1.0、N=14、Ar=40、気体定数8.31×10^3Pa・L/(K・mol)とする。 1容器内のN2、H2、Arの分圧はそれぞれ何Paか。 2容器内の混合気体の全圧は何Paか。 N2=7.0g、H2=1.0g、Ar=10gなので、 N2=0.25mol、H2=0.5mol、Ar=0.25mol よって気体全体のmol数は１mol ＰＶ＝ｎＲＴより Ｐ×1.12＝１×8.31×10^3×273 Ｎ2：Ｈ2：Ａｒ＝1：2：1（mol比）なので とここまでは分かるのですが P（N2）＝5.08×10＾5Pa, P（H2）＝1.02×10＾6Pa, P（Ar）＝5.08×10＾Pa はどう出したのでしょうか。
- ベストアンサー
- 化学
- 全光線透過率の算出原理について
全光線透過率の算出原理について教えてください。 全光線透過率とは、D65光源を使用して、 ブランク状態の入射光量を測定した後、 サンプルをセットした状態での透過光量を測定し、 ２つの比によって求められるものと思っているのですが、 この光量とは、どの様に求められるのでしょうか。 また、 光量の比により全光線透過率が求められますが、 入射光量の何を１００とした時の透過率になるのでしょうか。 大変分かりにくい表現で誠に恐縮なのですが、 ご回答頂けます様お願い致します。
- 締切済み
- 測定・分析
- 気体定数を求めるにはどうすればいいのでしょうか？
次の単位系において、気体定数を求めなさい。 (1)体積：リットル、圧力：Pa、絶対温度：K (2)体積：リットル、圧力：atm、絶対温度：K (3)体積：m^3、圧力：mmHg、絶対温度：K (4)体積：m^3、圧力：Pa、絶対温度：K 書き込もうとしたらリットルが文字化けしていたので、カタカナで書きこまさせていただきました。 大変申し訳ないのですが、この問題がよく分かりません。 ボイル・シャルルの法則 V2=V1×（P1/P2）×（T2/T1） （理想気体）状態方程式 PV=nRT=（W/M）×RT PV/T =（ 1［atm］×22.4［リットル/mol］）/（273＋0）［K］ ≒0.0821［リットル×atm/K×mol］ = R とおく R（気体定数） これらの公式を習ったのですが、今一使い方がよく分からなくて…。 具体的に何から始めて、どのように進めていけばいいのでしょうか？ 順序がよく分からなくて…。 贅沢ではございますが、問題の解答も付け加えてくれるとありがたいのですが…。 本当に困っております…。 どうか回答していただけないでしょうか？ 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 高校化学の気体の分圧や物質量に関してです。
I 次の文章を読み、問１～問４に答えよ。ただし、気体Aと気体Bはそれぞれ異なり、いずれも理想 気体としてふるまうものとする。 温度T[K]で、物質量x（mol）の気体Aと水の入った体積V1（L）の容器１と、気体Bが入った体積V２ （L）の容器２を図のようにバルブを閉めた状態でつないだ。平衡状態で水の体積はｖ（L）であった。 このとき、水に溶けている気体Aのモル濃度ｍ（mol/L）は、気相における気体Aの分圧Pa（Pa）と、 定数Ka[mol/(Pa• L)]を用いて式（1）のように表されるとする。 m=KaPa (1) 問１ 溶液中に溶けている気体Aの物質量x’（mol）を、Pa, v, Kaを用いて表せ。 問２ Paをｘ , ｘ’, v , T , V1 および気体定数 R[(Pa• L)/(K• mol)] を用いて表せ。 問３ Paをｘ’, m を含まない式で表せ。 問４ バルブを開放して平衡状態に達したとき、気体Aの分圧Pa（Pa）は、開放前と比べ1/2であっ た。 V2をV1, v, Ka, R, T を用いて表せ。 ただし、気体A とBは反応せず、バルブの体積は無 視でき、水の体積は変化しないものとする。また、気体Bが水に溶解しても式(1)が成り立つも のとせよ。
- ベストアンサー
- 化学
お礼
ご丁寧にありがとうございます！ 参考にします！