厳密なガソリン蒸気の作り方を教えてください

質問

ガソリン蒸気の引火実験を行おうと思っています。
ガソリンの燃焼範囲は、１．４～７．６％ですが、
１０センチの立方体に燃焼範囲内にあるガソリン蒸気を作るには、
何グラムのガソリンを入れればよいでしょうか。
単純に容量１０００cm3の１．４％で１４ｃｃと考えるものではないと思います。
温度は、１０℃の時、どのような計算で求めればよいでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.1

Saturn5 · ベストアンサー

まず、注意しなければいかないのがガソリンは「燃焼」というよりも「爆発」という

方がイメージが近いです。１Ｌの燃焼ではかなりの熱と圧力が発生します。
事故には気をつけてください。

＞単純に容量１０００cm3の１．４％で１４ｃｃと考える
ガソリンの体積を気体にして量るのならばこれでいいです。
でも、ガソリンの気体は計りにくいので通常は液体で計ります。

ガソリンといっても、いろいろありｍすが、Ｃ７Ｈ１６（分子量１００）、密度０．８ｇ／ｍＬ
とします。
１ｍＬ（１ｃｃ）のガソリンの質量は０．８ｇです。
分子量１００ですから、０．００８ｍｏｌとなります。
常温での気体１ｍｏｌの体積は２４Ｌくらいなので、
０．００８×２４＝０．１９２〔Ｌ〕＝１９２〔ｍＬ〕となります。
で、ほぼ２００〔ｍＬ〕です。

ですから、１４ｍＬの気体のガソリンが必要ならば、
１４／２００＝０．０７〔ｍＬ〕の液体のガソリンを気化させればいいです。

お礼

なるほど。と、うなずくばかりです。
０．０７ｍｌとは、予想よりはるかに微量ですね。
温度は、さほど気にしなくて良いものでしょうか？

回答ありがとうございます。

回答No.3

Saturn5

＞温度は、さほど気にしなくて良いものでしょうか？
たしかに体積は温度で変化します。
私が計算したのは２０℃くらいと仮定しました。
１℃上昇すると、体積が１／２７３増えますが．．．

０．０７０５４〔ｍＬ〕とか計算で出ても、それを計測することができますか？
多分、ガソリンを０．０７〔ｍＬ〕はかりとることも容易ではないと思います。

お礼

確かに、厳密にガソリンの量を量ることはできませんね。
大変、参考になりました。
ありがとうございます。
これでスッキリです。

回答No.2

kashito

数十年前に，プラントの安全性（爆発範囲）の検討をしたことがあります．
具体的には，酢酸の爆発限界の測定です．　そのときの経験をもとに回答（？）します．

気体燃焼範囲（体積濃度）は，理想気体の１モルの体積（０℃　１気圧）が２２．４Lであることから計算できます．
すなわち，気体の状態方程式で計算できます（ただ，厳密となると，理想気体と見なすことができなくなります）．
一方，ガソリンは混合物ですので，１モルの質量数をどう見積もるかという問題があります．質問者さまもこの点を悩まれたのではないかと推測します．ガソリンと一口にいっても，メーカーや生産時期によって，構成成分や各成分の濃度が一定ではないと推定されます．

JIS規格を調べるか，ガソリンのメーカーに確認するのが良いと思います．

それから，蛇足ですが，燃焼範囲は実験した装置の形状（大きさ，形）により変化します．

お礼

ありがとうございます。
１モルの質量数は、一般的なＣ７Ｈ１６の分子量で考えたいと思います。
さすがプラントの安全設計となると、厳密ですね。
早々の回答ありがとうございました。