500 L の酸素ボンベ（14.7 MPa 充塡）の内圧が10 MPa を示している。この酸素 ボンベを用いて3L/分で酸素吸入を行う。 使用可能な時間は何分か。 ただし、小数点以下の数値が得られた場合は、小数点以下第1位を四捨五入する こと。 解答：① ② ③分
公式正答：113
解説
500L の酸素ボンベ（14.7MPa 充填）の内圧が10MPaを示している場合に、3L/分で酸素吸入を行うときの使用可能な時間を計算する。公式正答は113分である。
この問題で問われていること
残量と流量から、使用できる時間を計算できるか。
しくみから理解する
酸素ボンベの残量は、充填時の容量に、現在の内圧と充填圧の比を掛けて求める。この事例では、500L×（10MPa÷14.7MPa）＝約340.1Lになる。これを流量で割ると、使用可能な時間が求まる。340.1L÷3L/分＝約113.4分となり、小数点以下第1位を四捨五入して113分になる。実務では、安全のため残量の全量を使い切らず、余裕を見て交換するが、計算問題としてはこの式で求める。
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混同しやすいポイント
計算の手順は、①残量を求める（充填容量×現在の圧÷充填圧）、②流量で割る、の2段階になる。誤りやすいのは、①充填圧を14.7MPaではなく別の値と取り違える、②圧の比を逆にする（14.7÷10としてしまう）、③単位の換算（MPaとkgf/平方センチメートル）を誤る、の3点になる。なお、圧の単位が kgf/平方センチメートルで示される場合、充填圧は150になる（14.7MPa≒150kgf/平方センチメートル）。比を取るので、単位がそろっていれば結果は変わらない。
理解を深める
酸素ボンベの管理を整理する。表示＝日本では、医療用の酸素ボンベは黒色に塗られる（高圧ガス保安法の容器保安規則による。同規則が色を定めているのは、酸素＝黒、水素＝赤、液化炭酸ガス＝緑、液化アンモニア＝白、液化塩素＝黄、アセチレン＝かっ色の6種で、窒素、圧縮空気、亜酸化窒素を含むその他のガスはねずみ色になる。麻酔器の配管などで用いられる国際的な色分けでは亜酸化窒素が青、窒素が黒とされるが、これは法令の塗色とは別のものになる）。取り扱い＝①火気厳禁（酸素は支燃性で、燃焼を激しくする。ボンベから2m以内に火気を近づけない）、②直射日光と高温を避ける（40℃以下で保管する）、③転倒を防ぐ（立てて固定する、専用の架台を使う、横に倒して転がさない）、④油脂を付けない（酸素と反応して発火する危険がある。ハンドクリームの付いた手で扱わない）、⑤バルブの開閉はゆっくり行う、⑥使用しないときはバルブを閉める、⑦残量を定期的に確認する。搬送＝患者の移動時には、必要な時間の2倍程度の残量があることを確認してから出発する。検査や処置で待たされることもあるため、余裕を持つ。予備のボンベの用意も検討する。在宅＝酸素濃縮器を主に用い、外出時と停電時に携帯用のボンベを使う。残量の確認と、業者への交換の依頼のタイミングを、患者と家族が判断できるよう指導する。計算の考え方は、在宅の患者が外出の計画を立てる際にも役立つため、実務に直結する知識になる。
間違えやすい考え方
計算問題で、残量を求めてから流量で割る2段階になる。圧の比を逆にしないことが要点になる。
5分で振り返る
①残量＝充填容量×（現在の圧÷充填圧）。500L×（10÷14.7）≒340.1L。②使用可能時間＝残量÷流量。340.1÷3≒113.4分→113分。③誤りやすいのは、圧の比を逆にすること、充填圧の取り違え、単位の換算。④14.7MPa≒150kgf/平方センチメートル。比を取るので単位がそろえば結果は同じ。⑤医療用の酸素ボンベは黒色。⑥取り扱い＝火気厳禁（2m以内に近づけない）、40℃以下で保管、転倒の防止、油脂を付けない、バルブはゆっくり開閉する。⑦搬送時は、必要な時間の2倍程度の残量を確認してから出発する。
1分チェック
- 残量と使用時間の計算は。→ 500L×（10÷14.7）÷3L/分≒113分。
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