3E 機関3 筆記試験〔計算問題No.9〕ボイル・シャルルの法則(1)
以下は，三級海技士（機関）筆記試験，機関3 計算問題に関する過去問題です。
※ 出題時期は，平成22年7月から平成29年4月定期試験までの問題を調べたものです。
問題
ディーゼル機関の空気冷却器入口の空気温度が123℃，出口温度が48℃とするとき，空気冷却器出口と入口の空気の密度比をボイル・シャルルの法則を用いて求めよ。ただし，空気冷却器の前後における圧力の損失は，無視できるものとする。 【出題：28/10】
解説
ボイル・シャルルの法則は，質量が一定のとき，気体の体積Vは，圧力Pに反比例し，絶対温度Tに反比例するという法則でしたね。
これを式に表すと，
あるいは，
という連続式で表されます。この問題では，後者を使いましょう。
一方で，密度ρは，容積Vを質量mで割ったものです。これをV＝の式に変換して，ボイル・シャルルの式に代入すれば，密度ρ1，ρ2を用いたボイル・シャルルの連続式が出来ます。
ここで条件として，
- 空気冷却器の前後で，空気の質量mは，変わりません。
- 空気冷却器の前後で，圧力の損失は無視できます→圧力は変化しない（同じ）
です。
これを上記の連続式に当てはめ，密度の比を求める式に移行すれば，答えは求まります。
なお，式に用いる温度は，絶対温度です。間違えないようにしましょう。
答え：1.23