霧とガス

質問

みなさま、どうも初めまして。
もしよろしければ、お知恵を貸してください。

研究でわからないことがあり、質問させていただきます。
上方に1箇所のみ穴が開いているタンクがあります。
タンク内には一定の割合で霧が発生しており、その霧が発生しているタンクに
HeとArという比重が全然違うガスをそれぞれ導入します。
霧を同伴したガスはタンク上方の穴から排出されるわけですが
この2つのガスを流した場合で霧の出て行く量（重さ）はHeの場合とArの場合で異なると思われますか？

槽外に排出された後は霧を同伴したHeは空気よりも軽いのでそのまま上方へ、
Arの場合では下方へ流れていきます。
しかし、気体がタンクに入った分、出て行きますので排出される気体の
体積自体はかわらないはずです。
また、タンク内はガスで充満されているので、比重は関係なくなるとも考えられ、考えがこんがらがってきました。
実際の実験ではもう少し別の要因が絡んできますので、ガスの違いのみを
測定することはできません。
もしよければ、考えるアドバイスをいただきたく質問いたしました。
どうか、よろしくお願いいたします。

回答No.2

noname#116453

質問の意味がよくわからないのですが、アルゴンは空気よりも密度が大きいので、タンクの下部にたまる傾向があるでしょう。したがって、下部の霧を含む空気は効率的に上部に押し上げられ、排出されやすくなるでしょう。
それに対して、ヘリウムでは空気よりも上にくるでしょうから、下に空気がたまったままの状態で、上部からヘリウムのみ出て行くということが起こりやすいでしょう。

ただし、上記のことはタンク内に空気がある場合の話で、空気が全部押し出された後であれば、どちらのガスを使っても同じことでしょう。排出された霧を含むガスが上に行くか下に行くかという違いはあるでしょうが。

お礼

質問がわかりにくくてすみません。
霧（水）が連続的にたくさん発生しているタンク内に、異なる種類のガスを
それぞれ流した場合に比重や他の物性によって運ばれる霧の量が
変わるかどうかが知りたいのです。

X0Xyuki様のお礼のほうでも少し補足させていただいたのですが
ガス流量は大きく、1分程度でタンクが満たされるくらいの流量が
流れてますので前者のことはないと考えられます。

やはり、ガスが異なっても霧が排出される量は変わらないですか。
ありがとうございます。

回答No.1

X0Xyuki

出て行くタンクの外の環境にもよると思います。
周りがヘリウムならば、タンクの底にArはたまっているだけでHeも動く理由がないので生じた霧の分だけの霧が出て行くと思います。
しかし周りが空気だった場合、ヘリウムの方が軽いため必然的に気体の入れ替わり（ヘリウムが出て行き、空気が入る）が起こるので気流が発生してそれに乗って霧も出て行くかもしれません。
穴→開口と判断してコメントしました。

あくまで私的考えですのでご参考程度に＾＾；

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。

少し補足いたしますと、周りは空気でガスはかなりの流量で30分程度ながしておりますので、
Arの場合でもHeの場合でもおそらくタンクの中はすべて気体が置換させていると思われます。

穴は煙突のような感じになっています。
質問の文章ともにわかりにくい＆説明が足りなくてすみません。