海洋の問題

海水 $1\text{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値を塩分（単位 ‰）とする。

乾燥した地域にある、外洋とつながったある湾では、次のことがわかっている。

• 外洋から湾内へ、塩分 $34.0$ ‰ の海水が $1$ 日あたり $9.0\times 10^{11}\text{kg}$ 流れ込んでいる。
• 湾内では蒸発によって水だけが失われ、塩類は失われない。湾への降水や河川水の流入は無視できる。
• 湾内の海水は、塩分 $36.0$ ‰ になって外洋へ流れ出ている。
• 湾内の海水の質量と、湾内に含まれる塩類の質量は、時間がたっても変化しない。

この湾で $1$ 日あたりに蒸発する水の質量は何 kg か。有効数字 $2$ 桁で求めよ。

塩分 35 ‰ の海水 $10\mathrm{kg}$ を容器に入れて日なたに置いたところ、水だけが蒸発して、海水の質量が $7.0\mathrm{kg}$ になった。このときの海水の塩分は何 ‰ か。整数で求めよ。ただし、塩分は海水 $1\mathrm{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値であり、蒸発の間に塩類は沈殿せず、すべて海水に溶けているものとする。

海洋の表層には、風や波によってよくかき混ぜられ、水温がほぼ一様な混合層がある。地球全体で、海洋の混合層の熱容量が大気全体の熱容量の何倍になるかを見積もりたい。次の値を用いること。

ただし、大気の質量は地表全体に一様に分布し、単位面積あたりの大気の質量は（地表での大気圧）÷（重力加速度の大きさ）で求められるものとする。また、混合層は海洋全体に一様な厚さで広がっているものとし、重力加速度の大きさは高さによらず一定とする。

海洋の混合層全体の熱容量は、大気全体の熱容量の何倍か。小数第1位を四捨五入して整数で答えよ。

海洋の表層には、風や波によってよくかき混ぜられ、水温がほぼ一様になっている混合層がある。ある海域で、混合層の厚さが $50\text{m}$ であった。

この海域の海面 $1{\text{m}}^2$ の上にある大気の柱（地表から大気の上端まで）全体の温度を $1.0\text{K}$ 上げるのに必要な熱量を考える。この熱量を、同じ海面 $1{\text{m}}^2$ の下にある混合層の海水（厚さ $50\text{m}$ の海水の柱）にすべて与えたとすると、混合層の水温は何 K 上がるか。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、次の値を用いること。

なお、海面の気圧は、その上にある大気の柱の重さによって生じるものとし、重力加速度の大きさは高さによらず一定とする。また、与えた熱はすべて混合層の海水の温度上昇に使われ、混合層内の水温は一様に上がるものとする。

海水 $1\text{kg}$ に溶けている塩類の質量を g 単位で表した値を塩分（単位 ‰）とする。海水に溶けている塩類の成分の質量の割合は、塩分が異なっても一定であり、塩化物イオン ${\text{Cl}}^{-}$ の質量は塩類全体の質量の $55.0\%$ を占めるものとする。

ある内湾では、塩分 $35.0$ ‰ の外洋の海水と、河川水が混ざり合っている。河川水に含まれる塩類は無視できるものとする。この内湾の一部が浅瀬で仕切られ、混合した水がそこにとどまったのち、晴天が続いて水だけが蒸発し、混合直後の水の質量の $10.0\%$ が失われた。蒸発のあいだに塩類は失われず、雨や新たな水の出入りはなかったものとする。

蒸発後の水を採取して調べたところ、$1.000\text{kg}$ あたり $17.82\text{g}$ の塩化物イオンが含まれていた。混合直後の水の質量のうち、河川水が占めていた割合は何 % か。小数第 1 位を四捨五入して整数で答えよ。