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LPガス(プロパン、ブタン)の圧力特性に関して

家庭のガスや、キャンプで使用するカセットボンベの特性に関しての疑問です。
家庭のガスはプロパン、キャンプや鍋で使用するカセットボンベはブタン(一部プロパン混入製品もあり)と認識しています。

ネットを見ていると以下の記述を見つけました。
「ガスの圧力は内容量が100%充填時でも,残量5%でもほぼ変わりません。
ボンベ内は常温で1Mpa程度の圧力が掛かっていますので内部に液化ガスが少しでも残っていれば この値が示されます」
以下ページ中央付近の「メーター式ガス残量計について」という項目に記載
http://www.geocities.jp/fkmtf928/LP_GAS.html

しかしながら別のページでブタンとプロパンを混合した場合の圧力変化のグラフを見つけました。
プロパン/ブタン混合ガスの蒸気圧(右側のグラフ)
http://www.kagla.co.jp/support/data/04.pdf

このグラフによると
プロパン100%の場合は20℃で0.7Mpa程度です。
ブタン100%の場合で0.1Mpa。
プロパン50パーセント、ブタン50パーセントの混合ガスで、0.4Mpaの圧力が働いています。

この結果は最初のリンクの記述と矛盾しているような気がするのです。
例えば500グラムのプロパンを空のガスボンベに入れます。そうするとグラフによれば0.7Mpaの圧力となりますが、ここにブタンを500グラム追加するとブタン、プロパンの5:5の混合ガスの完成です。グラフによれば圧力は0.4Mpaです。
最初のリンクの記述のように「残量によって圧力は変化しない」というのなら、最初に入れたプロパン500グラムの圧力0.7Mpaが常に維持される気が・・・。ブタンの追加で何故0.4Mpaに下がるのでしょうか?ブタンは0.1Mpaの圧力を持っていますが、0.7Mpaのガスと0.1Mpaのガスを混ぜるとどうなるか?何故0.4Mpaになるのか?

バカですいませんが教えてください。

投稿日時 - 2014-11-26 10:04:44

QNo.8837744

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回答(2)

ANo.2

「残量によって圧力は変化しない」のは組成一定という条件が付きます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/ラウールの法則

のように各成分の蒸気圧は純液体の蒸気圧にモル分率を掛けたもの(但し厳密に成り立つのは理想溶液)。

純ブタンは純プロパンに比べ同温で蒸気圧が小さいですから、ブタンのモル分率が大きくなる程、合わせた蒸気圧の値、すなわち混合気体の圧力は低下することになります。

もちろん液体が残っている場合の話です。

投稿日時 - 2014-11-27 00:12:37

ANo.1

前半のは、「液化したガスの残量」がどれだけでも「気化したガスの圧力は一定」、という話です。

後半のは、「気化したガスの混合率」によって「気化したガスの圧力は変化する」、という話です。

前半は「液体から揮発したガスの圧力」、後半は「ガス種別による常温圧力の違い」という別の話だからです。

投稿日時 - 2014-11-26 16:04:31

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