問題
プロパン30.0 vol%、ブタン70.0 vol％の混合ガス 1 m³を理論空気量の1.15倍の空気で完全燃焼させたとき、水蒸気を除く燃焼ガス量に最も近い値はどれか。混合ガス，燃焼ガスはともに25℃, 100 kPaの条件下にあり，反応は次式による。
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
C4H10 + 6.5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
なお，空気中の酸素濃度は21.0 vol%、窒素濃度は79.0 vol%とし，各元素の原子量は H = 1, C = 12, O = 16 とする。
① 4 m³
② 26 m³
③ 31 m³
④ 34 m³
⑤ 57 m³
【引用】公益社団法人日本技術士会「過去問題（第一次試験）」ページ内掲載資料（
https://www.engineer.or.jp/c_topics/010/attached/attach_10606_7.pdf、2025年5月9日アクセス）
解答
まず、混合ガス1 m³中に含まれるプロパンは0.30 m³、ブタンは0.70 m³である。燃焼反応式より、プロパン1 m³は3 m³のCO₂、ブタン1 m³は4 m³のCO₂を生成する。したがって、CO₂の生成量は以下のとおりである。
CO₂量 = 0.30 × 3 + 0.70 × 4 = 0.9 + 2.8 = 3.7 m³
理論酸素量は、プロパン0.30 m³に対して5 × 0.30 = 1.5 m³、ブタン0.70 m³に対して6.5 × 0.70 = 4.55 m³、合計で6.05 m³となる。これに対して空気は理論量の1.15倍供給されるので、
空気供給量 = 6.05 × (100 / 21) × 1.15 ≒ 33.1 m³
この空気中の酸素（使われる）と窒素（反応せず排出される）の体積比は21:79なので、空気のうち窒素量は
N₂量 = 33.1 × (79 / 100) ≒ 26.15 m³
水蒸気を除く燃焼ガス量は、生成されたCO₂（3.7 m³）と窒素（26.15 m³）の和である。
燃焼ガス量 = 3.7 + 26.15 ≒ 29.85 m³
選択肢の中では最も近いのは③ 31 m³である。
答え ③