• 締切済み

注射器の内圧変化について

注射器内に空気が入っている場合の空気の内圧変化がわからず困っています. 注射器の針の穴を塞いでいる場合はボイル・シャルルの法則から簡単に導出できると思いますが, 針の穴を塞がずに注射器のピストンに一定荷重をかけた場合の内圧変化はどのようになるのでしょうか? 注射器は断面が円の円柱状のものとし,直径は3cm,長さ20cmとします. また,初期内圧は大気圧(0.1MPa)とします. ピストンの重さは無視できるとします. よろしくお願いします.

みんなの回答

回答No.1

ピストンと壁面の摩擦とかを無視してよいなら 内圧X断面積 = 荷重 なので、針穴を塞ぐ/塞がないに関係なく、内圧は一定になると思います。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 閉じられた系の内圧計算

    こんにちは。計算できそうで出来なくて困ってます。 手助けよろしくお願いします。 行き止まりとなっている円柱内に、液体(ガソリン)が充填されている際、円柱内の内圧を狙いの圧力(4MPa)にしたい場合、端面からいくらの流量を圧送すればよいのでしょうか(温度一定,体積変化による温度変化も考えず)。 どういった計算をしたらよいか、ご教授下さい。よろしくお願いします。

  • 空気が入った風船の内圧

    10mLの空気が入った風船の中に空気を2L入れたときの風船の内圧の計算方法が分からず困っています。 (10mLの空気は自然な状態で風船内に含まれる空気とします。) 素人考えですが、ボイルシャルルの法則を使って計算しますと P1V1=P2V2 大気圧:1atm 1atm×10ml=Xatm×2000ml      X=0.005atm となります。何か違うと思うのですが、そわがわかりません。 分かる方いらっしゃいましたら教えて下さい。 宜しくお願いします。

  • 容器内圧変化と、キャップの飛び出し条件の問題

    容器内圧変化と、キャップの飛び出し条件の問題 容器に押し込んだゴム製キャップが、容器内圧の上昇に伴い、容器から抜けないで留まる時の条件式を決めたいのですが....。 断面円の半径R1の円柱状の容器に対し、温度T1の時、半径R2(>R1)、厚みL(容器と接する部分)、容器内壁との摩擦係数がμのゴム製キャップを容器内に押し込み、容器とキャップで閉じ込められた体積をVとした時(この時の内圧を大気圧と同一と見なす)、この容器を温度T2(>T1)に暖めた時に、容器内の空気が膨張しても、キャップが飛び出さない条件式が知りたいです。 この時、容器自体は温度上昇しても膨張しないとします。 必要に迫られて困っています。どなたか助言をお願いします。

  • ボイルシャルルの法則の実験、高校物理(初学者)

    (1)ボイルの法則の実験 シリンダーに気体をいれ、ピストンを引くと、温度は下がるので、少し放っておく、すると、温度は一定になる。体積は上昇し、内部の気体の圧力は減少する。 (2)シャルルの法則の実験 シリンダーに気体を入れ、加熱すると、気体はピストンを動かすが、外圧と、内圧は釣り合ったままなので、気体の圧力は変化しない。 (疑問) (1)では気体の圧力は変化し、(減少した)(2)では変化しなかった(外圧=内圧のまま)のはなぜでしょうか?

  • 加速度の計算の仕方

    知識不足ですいませんが、 以下のような計算の仕方を教えてください。 注射器の先端(φ1mm)に内圧1MPaまで耐えられる栓(5g)がしてあるときに、 筒の中の空気をピストンで圧縮する。 内圧が5MPa以上になると栓が飛んでいくが、 このときの栓が飛んでいくときの加速度はどのように求めればいいでしょうか。 飛ばす方向は横向きです。

  • ボイルシャルルの法則の熱の出入りについて

    熱力学の法則であるボイルシャルルの法則は PV/T=P'V'/T'でありますが、この時の熱の出入りは どう考えたらよいのでしょうか? 系の内外で熱の出入りがあることを前提としており、 断熱変化ではないと思っているのですが、 それであってますか? 具体例として、シリンダとピストン (例えば、先を閉じた注射器) を考え、ピストンを押し下げると、 シリンダは温度が上がり、熱くなります。 これはシリンダ内の気体分子のエネルギーが 高くなり熱に変わった部分が熱くなるためと思ってます。 ところが、これをボイルシャルルの式に当てはめると 例えば、ピストンを半分押し下げた場合を考えると 圧力は2倍になり、体積は1/2になりますので、 PV/T=(2P・(1/2V))/T'となり、 T=T'となります。つまり温度が変化しないことに なります。実際には温度は上がるはずです。 これはどう説明すればよいのでしょうか? 系(シリンダとピストン)と外部とで熱の出入りがある、 つまり等温変化(でいいのかどうか?)を前提とするならば、 この式は成り立つと思います。 ところが、これが断熱変化だとした場合、 系の内外で熱の出入りがないと思いますので 純粋にシリンダの温度は上がると思います。 この考えであってるのでしょうか? だとしたら、断熱変化ではボイルシャルルの式は 成立しないものなのですか?

  • 空気量の状態変化についてご教授ください。

    空気量の状態変化について悩んでいます。 ある状態の空気量Q1とその密度ρ1が与えられている場合に、密度ρ2に状態が変化したときの空気量Q2は、 Q2=Q1×ρ1/ρ2・・・(1) との文献を読みました。 この式(1)を変換すればボイル・シャルルの式のなるでこれが成立するのは理解できます。 (この時点で間違っていたらすみません。。) ただ、この場合の空気量条件に湿度が与えられた場合に、(1)は成立するのでしょうか?? 例えば、 Q2=Q1×ρ1/ρ2・・・(1) Q1:ノルマル空気量(m3/min) 温度0℃、気圧1013hpa、湿度0% Q2:ANR空気量(m3/min) 温度25℃、気圧1013hpa、湿度65% の場合です。(湿度を含む場合の密度ρ2の求め方は割愛させていただきます。) ボイル・シャルルの式はあくまで閉じられた系の場合に成立すると理解していますが、 湿度が与えられている場合に閉じられた系の中で状態を変化させてもQ1にはならないのではないか?と思ってしまうのです。 稚拙な質問かもしれませんが、どなたかにご教授いただけないでしょうか。 宜しくお願いします。

  • 高圧ガス問題

    0℃で0.26Mpa(ゲージ圧)である理想気体が体積が変化しないで60℃になった時の圧力(ゲージ圧)はおよそ何Mpaか。ボイルシャルルの法則を用いて計算する。 よろしくおねがいします。

  • ボイル・シャルルの法則

    0℃で0.26MPa(ゲージ圧)である理想気体が、体積が変化しないで60℃になった時の圧力(ゲージ圧力)はおよそ何MPaか。ボイル・シャルルの法則を用いて計算せよ。 宜しくお願いします。

  • 液体を加圧した時の温度

    体積の変化しない容器の中に20℃の水を圧送し100MPaまで加圧すると、温度は何度なるのか教えて下さい。 液体なのでボイルシャルルは使えないと思っているのですが、計算方法もあわせて教えて下さい。