はてなの解答で、「20℃の水1kgを蒸発させるには、約3,000kcalの熱量が必要です。

一方、A重油は1リットルあたり9345kcalの熱量を発生させることができます。
したがって、20℃の水1トンを蒸発させるためには、
3000×1000÷9345=321リットル必要」とのことです。
これを真空蒸発缶で蒸発させた場合、重油は何リットル必要なのでしょうか。
文系なので、まったく苦手な分野です。
前提や条件は決めていただき、概略で結構ですから、教えてください。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2011/04/28 15:48:19
  • 終了:2011/04/28 18:25:21

ベストアンサー

id:Galapagos No.2

Galapagos回答回数963ベストアンサー獲得回数892011/04/28 17:14:31

ポイント35pt

真空蒸発缶が、完全に密閉されていて外界との接触がなく、かつ内部からの水蒸気圧で壊れないものだとします。


4℃の水が1気圧の水蒸気になるとき、体積は約1240倍に増えます。

1トンの水が水蒸気になると

1000×1000×1240=1,240,000,000立方センチ

になります。

これが完全に球形の入れ物に1気圧で収まるとすると、入れ物の半径は

(1,240,000,000×3÷4÷π)-3=666.5センチ

になります。


したがって、真空蒸発缶が半径666.5センチだった場合においては、すべての水を蒸発させると1気圧になるので、必要な熱量(重油の量)はご質問の場合と変わりません。しかし実際には、真空蒸発缶を温める熱量が必要になりますので、より多くの重油が必要になるでしょう。(実測してみないと分からないと思います)

また、これより大きな真空蒸発缶であれば必要熱量は少なくてすみますが、より大きな金属(真空蒸発缶)を温める必要があるので、必要な重油の量が少なくなるポイントがどこにあるのかは、実験してみないと分からないと思います。

id:sumihisa

ありがとうございます

2011/04/28 18:24:30

その他の回答(1件)

id:takejin No.1

たけじん回答回数1466ベストアンサー獲得回数1892011/04/28 16:42:26

ポイント35pt

真空蒸発缶に関しては、http://www5d.biglobe.ne.jp/~obashi/sikumi4/sinkuu1.htmlを見ましたが、熱量換算が難しいですね。ただ、相転移(つまり、液体が気体になる)のためのエネルギーですから、必要な熱量は変わりません。

(沸点が下がりますが、気化熱を奪われるので、水の温度が下がってしまいますから、加熱する必要があります。)

結論、必要な重油は、系が複雑になった分増えるのではないでしょうか。

また、http://q.hatena.ne.jp/1303962030のtakntさんのコメントのように、

解放系(非常に広いプールのような場所)に1トンの水(1立方メートルですからたいした量じゃないですね)を撒けば、あっという間に乾いちゃいそうです。

その点、加熱して蒸発させるには、熱の散逸がありますから、余計なエネルギーを消費します。実際に必要な熱量は、算定値の数倍になると思われます。(ボイラの効率にもよります。ボイラの効率は、ボイラメーカーの仕様を参考にしてください)

id:sumihisa

ありがとうございます。

2011/04/28 18:24:13
id:Galapagos No.2

Galapagos回答回数963ベストアンサー獲得回数892011/04/28 17:14:31ここでベストアンサー

ポイント35pt

真空蒸発缶が、完全に密閉されていて外界との接触がなく、かつ内部からの水蒸気圧で壊れないものだとします。


4℃の水が1気圧の水蒸気になるとき、体積は約1240倍に増えます。

1トンの水が水蒸気になると

1000×1000×1240=1,240,000,000立方センチ

になります。

これが完全に球形の入れ物に1気圧で収まるとすると、入れ物の半径は

(1,240,000,000×3÷4÷π)-3=666.5センチ

になります。


したがって、真空蒸発缶が半径666.5センチだった場合においては、すべての水を蒸発させると1気圧になるので、必要な熱量(重油の量)はご質問の場合と変わりません。しかし実際には、真空蒸発缶を温める熱量が必要になりますので、より多くの重油が必要になるでしょう。(実測してみないと分からないと思います)

また、これより大きな真空蒸発缶であれば必要熱量は少なくてすみますが、より大きな金属(真空蒸発缶)を温める必要があるので、必要な重油の量が少なくなるポイントがどこにあるのかは、実験してみないと分からないと思います。

id:sumihisa

ありがとうございます

2011/04/28 18:24:30

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