問 題
浮遊粒子の動力学的性質に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
- 抵抗係数は、ストークス域ではレイノルズ数に反比例する。
- 電荷をもつ粒子の電気移動度は、粒子の移動速度と電界強度の積である。
- 球形粒子の拡散係数は、粒径に反比例する。
- 沈着速度は、単位時間当たりの沈着量を気中濃度で除した値である。
- 球形粒子の重力による終末沈降速度は、粒径の二乗に比例する。
正解 (2)
解 説
(1)は正しいです。ストークス域とは、レイノルズ数の小さい(2以下)領域です。この領域では、抵抗係数はレイノルズ数に反比例します。
ちなみに、レイノルズ数の大きい(500以上)領域をニュートン域といい、ここでは抵抗係数はレイノルズ数に無関係で、ほぼ定数となります。
また、ストークス域とニュートン域の間をアレン域と呼び、抵抗係数はレイノルズ数の平方根に反比例します。
(2)が誤りです。電気移動度は、電界中の電荷をもつ粒子の移動速度を電界強度で除した値となります。
(3)は正しいです。球形粒子の拡散係数は、粒径に反比例します。これは重要事項として覚えていてほしい知識ですが、もし知らなかったとしても、「大きい粒子はその分重くてあまり遠くまで飛ばないだろう…」くらいに考えることができれば判断しやすいと思います。
(4)も正しいです。沈着速度は、単位時間当たりの沈着量を気中濃度で除した値です。これも重要事項として押さえておきたい知識です。
(5)も正しいです。終末沈降速度は、粒子が最終的に等速直線運動をしながら沈んでいるときの速度のことです。これはストークスの式に従うので、粒径の2乗に比例します。
以上から、正解は(2)となります。
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