問 17

17．濃度30 g/Lの食塩水の入ったサンプル管と真水の入ったサンプル管を、断面積が1 mm² 長さ10 cmのチューブでつないだ。 十分時間がたって定常状態に達した時、水の入ったサンプル管への拡散による食塩の流入速度は、 30 g/Lの食塩水が何m/sの流速で流入してくることに相当するか？ 食塩の拡散係数を1.6×10^-9 m² s^-1とする。

17．

流入する食塩の量 Q は

Q = -S D (c₂ - c₁)/L = SDc/L

流入する速度 u は Q = Scu なので

u = D/L = (1.6×10^-9 m² s^-1) /(10 cm) = 1.6×10^-8 m s^-1

ちなみ1時間当たり流入する食塩の量Qは

Q = Scu = (1 mm²)×(30 g/L) × 1.6×10^-8 m s^-1 = 1.7×10^-6 g/h

1時間当たり 1.7 μg ということになる。