エアコンの画期的な改善方法
- 運動エネルギーは速度の2乗に比例し、回転数を半分にするとエネルギーは4分の1で済むことがわかっています。
- エアコンのポンプの数を2個に増やし、回転数を半分にすることで仕事量は同じままエネルギーは半分になることができます。
- COP6のエアコンがCOP12になると言われている理由は、ポンプの数を増やして回転数を落とすことでCOPが増えるからです。
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画期的なエアコンについて
画期的なエアコンについて 運動エネルギーは速度の2乗に比例します。なので、回転数を半分にするとエネルギーは4分の1で済むことになります。そこで、画期的なエアコンを考えて見ました。 エアコンのポンプの数を2個に増やし、回転数を半分にします。これで仕事量は同じになりますが、エネルギーは半分になります。理由は、ポンプの数は2個に増えましたが、回転数が半分になったので1つのポンプのエネルギーは4分の1で済むからです。つまり、COP6のエアコンは、COP12になると言うことです。ポンプの数を増やして回転数を落とせばそれに比例してCOPも増えていきます。 これが正しければ大発見ですが、間違っていたらその説明をお願いします。
- ha5050
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No.1の方のおっしゃっていることで間違いないと思いますが補足します。 運動エネルギーとコンプレッサがする仕事との関係を良く考えてみて ください。 ここで、コンプレッサが理想的であって、摩擦もロスもないとしましょう。 冷媒を圧縮しないで、ただコンプレッサを空回しすることを考えてください。 モータやコンプレッサ周りの回転部分は当然運動エネルギーを持ちます。 そして、新たにエネルギーを供給しなくても摩擦等がないので、これは 永遠に回り続けます。しかし、冷房にはなっていません。 さて、今コンプレッサに負荷をかけてみましょう。その負荷により回転数は 落ちます。止まるまでに冷房の効果があるとすればそれは運動エネルギーが 元だと言えますが、実際には止まらないようにその負荷に相当する エネルギーだけをモータから供給します。すると、回転数は落ちずにそのままの 値を維持します。回転エネルギーは不変でモータは新たなエネルギーを コンプレッサに供給し、そのエネルギーで冷房が効きます。 ここで起こったことは、回転部分が回っていることによる運動エネルギーは 冷房には寄与していないということを示しています。コンプレッサに負荷が かかったその分が冷房に寄与し、回転エネルギー自体は結局摩擦等で捨てられる 無駄なエネルギーにすぎません。
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- Saturn5
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まず、おしゃっているエネルギー（速度の２乗に比例する）というのは コンプレッサー内部の部品の運動エネルギーです。これは熱の移動には関係ないです。 もっというと、質量が０の部品ができるならば、０になるエネルギーです。 また、コンプレッサーをふやすとそれだけ熱の漏洩する面積も増えるので、 ＣＯＰは悪くなっていきます。 熱の移動は空気に対する圧縮によって発生します。 これはシリンダー内部の圧力×ピストン面積×ピストンの移動距離で 表されるものです、回転数は移動距離に比例するものなので、 回転数が２倍では単純に２倍になるでしょう。 余談ですが、今のエアコンはインバーターが主流です。 周波数を変えることによって交流モーターの回転数を変化させる ことができます。各メーカーの性能表を見ていると、標準消費電力の ４０～６０％の回転数が最も効率が良いようです。 コンプレッサーを２倍にするとＣＯＰが良く成るというのは、別の 理由ではありますが、あながち間違った結論ではないようです。
- nitho_t
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多分送風機をイメージされているのでしょうが、そうはなりません。 高校生レベルまで単純化すると物体Mを右へXさらに左へX動かします。物体へのエネルギーの与え方、吸収方法を理想的とすればこの場合の仕事は０です。これが仕事をするためには摩擦が必要です。 これと同じで完全流体の中でプロペラを廻しても風量はゼロです。不完全流体との相互作用で風量は発生します。つまり回転している物体の運動エネルギーの減衰量（の一部）が有効な仕事量です。総量ではありません。 貴方が幾つかわかりませんが、大学生ならこれでは困ります、もう少し勉強しましょう。高校生なら深く理解することが重要です。考えましょう。中学生ならいろいろと発想することがこれからの役に立ちます。がんばってください。
- vsl2000
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＞回転数を半分にするとエネルギーは4分の1で済むことになります 4分の1で済む、という考え方が間違っています。 持っている運動エネルギーが4分の1に減ってしまうのです。 それを２台使っても元の半分の運動エネルギーしか得られないのですから、前と同じ仕事をすることは出来ません。
- Mokuzo100nenn
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仮説が正しいとすると、ポンプの数を2=>4=>8=>16=>と増やしていって、Limを取ると無限機関が出来ることになります。したがって背理法で仮説が成り立たない事が証明されます。
お礼
確かに永久機関が作れてしまいそうです。 間違っているとすれば、この質問のどこに盲点があるんでしょうか?
補足
追記 いっそ不可能とされていた永久機関ができたと考えることもできます。 永久機関についてはまだ分からないことが多いと思いますので。
- k_kota
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ダメでしょう。 温度を下げるために使われているエネルギーは大部分は圧力をかけて液化する部分です。 圧力に対して力をかける部分が必要な仕事なので運動エネルギーは関係ありません。
お礼
ポンプ1個の時と2個の時ではどちらもかかる圧力は同じなので、負荷は同じだと思います。負荷がかかった状態でも運動エネルギーの式は成り立つんじゃないでしょうか? 摩擦抵抗という負荷のかかった車だってこの式が成り立つわけですから。
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