- 締切済み
空気摩擦熱？
utty0627の回答
- utty0627
- ベストアンサー率46% (13/28)
気体（液体でも良い）中を物体が移動するとき，物体の運動エネルギーの一部が摩擦によって気体の分子に伝えられます．このとき，一部の運動エネルギーは散逸して失われてしまうのですが，これが摩擦熱です．この摩擦熱の説明については以下のURLの一番上の図が分かりやすいように思います． INOACのスポンジに関するサイト内のページ： http://www.sponge21.com/product/glossary/nense/ このようにして摩擦によって物体の運動エネルギーは気体分子に伝えられるのですが，物体が非常に高速に運動する場合には，摩擦熱として一部の運動エネルギーが失われてもなお，気体分子の運動エネルギーは大きく，気体はその移動方向に向かって急速に圧縮されます．すると圧縮によって逃げられなくなった気体分子の運動エネルギーが熱として放出されます．これが圧縮による発熱（圧縮加熱）です． 宇宙船が大気圏に突入した際に発生する空力加熱というのは，高速に移動する物体である宇宙船と空気の間に発生する摩擦熱と圧縮加熱を合わせたものです．しかし，相対的に圧縮加熱のほうが大きいため，そちらの方が大きな問題になります． ですから，kookookooさんも書かれているように，「空気との摩擦ではなく，空気の圧縮による発熱が主な原因である」というのは正しいのです．間違っているのは「空力加熱＝圧縮加熱」という理解です．実際は「空力加熱＝摩擦熱＋圧縮加熱」であり，高速に移動する物体にとっては圧縮加熱のほうが圧倒的に大きくて問題になるため，あまり摩擦熱は問題視されないということなのです． って，感じじゃないでしょうかね．専門家ではないので，間違ってたらすみません．
関連するQ&A
- 耐摩耗性材料で摩擦熱を発生させたい
金属で摩擦熱を発生させたいのですが すぐ摩耗してしまいます 良い材料を教えてください 金属以外で摩擦熱を発生させる材料がありますか たとえば 液体関係で攪拌する 現在 物理的に力を与えて摩擦熱を発生させてますが 電子レンジ等の方法は別にしたいです 宜しくお願いします 皆さんから早速の回答ありがとうございました 目的を書きませんでしたが自然ｴﾙｷﾞ-の使用で 連続使用で耐摩耗が必要です 発熱した熱の用途はいろいろあると思いますが 水を加熱して家の中まで引こうと思ってます 寒い所にいますので冬を少しでも暖かくなればです 動力源は側溝（小川）に流れている水力です 現在熱くはなりますが摩耗のため長くは出来ません 費用（材料）も安価にしたいです 大きさは50センチ角くらいです 摩擦の発熱方法のアイデアも有ればありがたいです 再度宜しくお願いいたします
- 締切済み
- 金属
- 一次元熱伝導方程式の計算の仕方、熱防御材のことを教えていただけませんか
スペースシャトルなどの宇宙機の再突入時の熱防御材の勉強をし始めた学生です。 熱伝導はど素人なので、Webなどの情報から自分なりにいろいろ勉強してみたのですがかなり自信がなく、いろいろ教えていただければと思ってます。 やりたいことは「熱防御材ってどれくらいの厚さでどれくらいの重さになるのか」を自分で計算してみたいな、というところです。 ＜必要なパラメータと境界条件＞ 私のつたない理解状況を。。 [1]大気と熱防御材との熱のやり取り 「加熱率（空力加熱率）、熱防御材の表面の材質輻射率より 熱輻射平衡状態として熱防御材の表面温度をもとめる。 （ステファンボルツマンの法則）」 [2]熱防御材での熱伝導 熱防御材は層になっています。 問題は熱防御材の下にある構造体の温度を制限内に おさえることになります。 「それぞれの材質の熱伝導率、厚さから熱伝導を解き 構造体の温度を求め、構造体の温度条件に合致しているか 確認する。 合致していなければ厚さを調整する（フーリエの法則）。」 ここでちょっと理解が仕切れていない点を教えていただきたいのですが、、 (1)[1]で、空力加熱条件は時々刻々と変化するのですが 熱輻射平衡と仮定してしまって問題ないのか。 (2)[2]の理解だと、熱防御材の材質の比熱などがパラメータとして 入ってこないと思うのですが、 ここはフーリエの法則で解くだけだとだめなのでしょうか。 やはりここは、一次元熱伝導方程式を用いて解くべきなのでしょうか？ シャトルのような再突入を考える場合、 空力加熱を受ける時間はある程度限られているので フーリエの法則で定常状態をすぐ仮定するのではなく、 一次元熱伝導方程式で熱防御材の温度上昇の時間履歴を含めて 解くほうがより現実的ということなのでしょうか？ ＜一次元の熱伝導方程式の計算方法＞ エクセルなどでも解けるのでしょうか？ すみません、数値計算も「ど素人」です。 エクセル以外でも、もし参考になるプログラムなどがのっている WEBサイトがあれば教えていただければと思っています。 プログラムの本などがありましたら。 お分かりになるところだけでも結構ですので 教えていただけますとうれしいです。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 真空なのになぜ熱が伝わる？
私の知人のお子さん（小5）が「真空は熱を伝えない」ということをどこかで知ったようです。するとこの子は「真空が熱を伝えないなら、どうして太陽の熱が地球に伝わるの？」という恐ろしい質問をぶつけてきました。 未来の科学者の養成のためにここはひとつ「大人になってから自分で調べなさい」などという逃げの手は打ってはならないと思うのですが、小学生に理解できる言葉でどう伝えればいいのかがちっともわかりません。どなたか、小学生にも理解できるように教えるにはどうすればいいかお教えください。 なお、もうひとつこれは私の疑問なのですが、地球の自転運動は永遠に失われないんでしょうか。公転運動は、地球と太陽の重力の関係で遠心力は失われないと思うんですが、自転運動は空気と地球表面との摩擦とかで少しずつでも失われそうな気がするのですが・・・
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- 管を流れる空気の摩擦係数Fの値
仕事で管を流れる空気の摩擦係数Fの値を調べています。 管内径の数値は1inch、2inchでFの値が出ているのですが、 その間が1.1inchや1.5inchのように細かい数値の表を探しています。 そんな表があるのでしょうか？ また、自分で計算する場合の計算式及びフリーソフトがありましたら お教えいただけると助かります。 ＷＥＢ検索をかけてみましたが、素人なので探したかがわかりません。 また、書籍でしか資料がない場合は書籍名及びページもお知らせいただくと 助かります。
- ベストアンサー
- 物理学
- 大気圏突入で発熱について
みなさまお世話になります。 隕石が、地球の地表に向けて落ちてくる時、映画とかで見ると発熱して、光っています。 これって、私の知る限りでは確か空気との摩擦でそうなると憶えています。 と、いうことは、隕石が一番、光り輝く可能性が高いのは、一番空気の密度が高い、地表に近いところとなるのでしょうか？ すみません、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 科学
- 大気圏突入時のパラシュートについて
お世話になります。初めて質問します。 宇宙船が地球に帰還する時、摩擦熱により、 赤くなり、地表に近くなったら減速の為に パラシュートを開くのが、一般的と思います。 質問ですが、大気圏突入の当初より、 パラシュートを開いて、ゆっくりと、降りては こられないのでしょうか？ 摩擦熱が発生するぐらいですから、パラシュート への抵抗も発生し、減速できると思うのですが。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- 地球上で遠心力により無重力は作れますか？
宇宙船は、遠心力と重力が釣り合って、無重力に なっています。常に地球の周りを高速で回っているから、遠心力が働き、 重力による落下がないのです。バランスが取れているから、宇宙にも放り出されない。 ということであるなら、地球上でも、高速に移動すれば、 重力が弱まると考えます。新幹線なんかは、ほんの少し重力が弱いんじゃないでしょうか？ いったいどれくらいの速度で移動すれば、無重力になるのでしょうか？ この質問は初めてします。初めてなのに、あえて天文学の方にお尋ねしてみたいです。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- 熱の計算
熱について質問です。 内径r0 外径r1 長さL 厚さ r1-r0 とした場合のアルミ中空管ですが、 熱抵抗（熱の伝えにくさ）は 長さに比例し、面積と材料の固有値に反比例 という認識でいます。 この場合の長さですが、肉厚、パイプ長さ とどちらになるのでしょうか？ 熱容量を上げるためには、厚肉をイメージしましたが、そうすると 熱抵抗が増えるような気がしました。 また熱の計算によいサイトを紹介いただけませんか？ 放熱面積（空気との接触面積は）一定なのに、機械が動き始めは温度が上昇し、一定時間すると定常状態になります。 発熱ー放熱＝温度上昇 と思いますが、それならば最終的に定常にならないと 思いますので、どこか認識がずれていると思います。 素人質問ですがよろしく指導お願いします。
- 締切済み
- 機械設計