BMネクタールの疑問。二千Lの液化窒素の冷房能力

質問

とある漫画で、人間を食べるモンスターを倒すために自衛隊の特殊部隊が建物の中に２０００Lの液化窒素を注入して地下三階から20階までの目標は摂氏マイナス120度と隊長が発言するシーンがあるのですがたった2000リットルで巨大な空間がそこまで冷えるのでしょうか。教えてください。

回答No.1

CC_T · ベストアンサー

絵空事は数字や常識で検証しなほうが楽しめると思いますけどね(^^;

とりあえず壁や室内の物体を考えずに、スタート温度0℃の空気を-120℃まで冷やすことを考えましょうかね。
いや、面倒くさいから元々の空気も窒素だとして、空気（窒素）の温度を－120℃に下げつつ、気化した窒素が0℃のままの空気を押し出して置き換わっていく、という理想状態で考えましょう。

窒素の蒸発熱は5.56 kJ/molで、熱容量は29.124J/mol·K。
ってことは液体窒素1molが-195℃で蒸発して-120℃になる間に周りから奪える熱量7.7kJ。
　5.56＋{-195-(-120)}×0.029124≒-7.7 [kJ]
一方、0℃1molの窒素ガスを-120℃まで下げるには3.5 [kJ]の熱量を奪う事が必要。
　120×0.029124≒3.5 [kJ]
つまり、1molの液窒と2molの窒素ガスを混ぜれば、-120℃の窒素ガス3molができる、
というわけですな。

で、2kLの液化窒素が気化すれば1290kLの窒素ガスになるから、もともと室内にあった0℃の窒素ガス2580kLと混ざって、-120℃の3870ｋLのガスになる、と。

ビルの床から天井ってのは最低２.3mくらいかな？
3870立法m÷2.3m＝1935平方mだから、23フロアで床面積1935平方mってことは1フロア84平方m。
高さ60m幅10mってとんだエンピツビルですな（笑）

まだ換気とか、壁面からの熱侵入とか、室内の物の熱容量とか、室内の空気の撹拌とか、温度差とか膨張による気圧差ででガラス割れちゃうとか、扉全開になってるのかとか、天井裏や床下や壁裏も冷やすのは無理だとか、中にいる人（特に下の階）は間違いなく窒息よ？とかそーゆーのは置いとくとしても、２ｋLでは話にもならん、という結論。

やっぱマンガの中の事は計算しちゃいかんですよ(^^;

ちなみに25m四方（学校プール位）で23フロアの内容積は33,062kL。
理想状態でも液体窒素17kL（液体窒素運搬用タンクローリー1台分以上）が必要ですね。