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2008年7月20日 (日)

CO2の削減で悩む

> ではいったい、地球全体で空気ってどれくらいあるんだろうか? 
> 地球の半径は約6500kmで、その表面積は4πr^2で530,660,000平方
> キロメートルだ。空気は高度が上がるほど薄くなるが、飛行機が
> 高度10000mを飛んでいるくらいだから、高度5000mまで均一と考え
> てもそれほど大きな間違いにはならないだろう。すると、地球に
> ある空気の総量は2,653,300,000立方キロメートルということになる。
> でも数字が大きすぎてさっぱり分からない。

と書いたのは6月の初めだった。CO2削減量がXX万トンとかいわれてもさっぱりわからないので、何とかならないものかと試算を始めてみたのだが、数字の桁数が大きすぎてやっぱりなんともならなかったのだった。

そこで、大きな数字を扱うために「K」というものを導入してみる。「K」は10の3乗であって、桁数を表わす補助単位として使うことにする。つまり

K=10^3
1,000=KILO=K^1
1,000,000=MEGA=K^2
1,000,000,000=GIGA=K^3
1,000,000,000,000=TERRA=K^4
1,000,000,000,000,000=PETA=K^5
1,000,000,000,000,000,000=EXA=K^6
1,000,000,000,000,000,000,000=ZETTA=K^7
1,000,000,000,000,000,000,000,000=YOTTA=K^8

ということで呼び方を知らなくても大きな数を扱える。

「K」を導入することによって、地球の半径は6.5K^2m、地球の表面積は530K^4m^2、大気圏のあつみを5000mと仮定すると、地球上の空気の量は2.7K^6m^3ということになる。実感がわかないところはおなじだが、計算のミスが起こりにくいし、検証もやりやすい。これでいこう。

で、ここで化学の復習をする。3つの元素の原子量を調べるのだ。

原子量:C=12、N=14、O=16

空気中の窒素と酸素はそれぞれN2、O2という形で存在するから、それぞれ分子量は28と32である。空気はほぼ窒素8割、酸素2割として空気の平均分子量は(28*8+32*2)/10=28.8となる。

1モルの空気は標準状態で22.4リットルの体積になるはずだから、22.4リットルの空気が28.8グラムの質量を持つことになる。つまり、空気の重さは1リットル当たり28.8/22.4=1.29グラムである、と。で、1立方mあたりにすると1.29Kgである。

すると、地球上の全部の空気の重さは3.5K^7gということになる。で、その0.037%がCO2だということだ。だから、地球上のCO2の総量は1.29K^6gということになるのだが、ここまで正しいかな?

さて、1.29K^6gって? ええと、1.29K^5Kgであって、1.29K^4tonってことは1.29テラトンか。日本風にいうと1.29兆トンだな。ざっと1兆トンとみて、これは100万トンの100万倍だ。CO2を100万トン減らしたところで誤差の範囲ってことだな。

どこかで海水に溶けているCO2の量が10ギガトンという話があったが、これでやっとその話の意味がわかった気がするぞ。

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