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蒸気機関の原理について教えて頂きたいことがあります。
蒸気機関の原理について教えて頂きたいことがあります。 http://www.comb.kokushikan.ac.jp/klab/OW/therm/steam-engine1.html に動画つきで原理が説明されているのですが、ヒーターで温められた空気はどうして逆流しないのでしょうか。 ポンプがあるからでしょうか? だとしたらポンプがシリンダーを動かすエネルギーのすべてを担っていることになってしまうように思います。 どなたか教えて頂けたらと思います。
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お礼
ご回答ありがとうございます。 以前に回答を頂きましたが今ひとつ理解出来ていませんでした。 今日になってやっと分かりました。 今の理解は以下のとおりです。 ポンプが無く、水が素通り出来るような状態になっていたらパスカルの原理により(例えある部分がどんどん気化して体積が膨張、別の部分でどんどん液化し体積が縮小しようとも)管の中はすべて同じ圧力であり、ピストンは動かない。 ポンプが無く、その部分が塞がっていたらピストンは動く。しかしそのうち水がなくなってしまう。 従ってポンプは必要である。 パスカルの原理によりポンプからピストンまでの区間の圧力は一定である(約20気圧)。 同様にピストンの反対側からポンプまでの区間の圧力も一定である(20気圧よりは十分に小さい)。 従ってポンプの両側の圧力差(ポンプが作り出している圧力差)とピストンの両側の圧力差(ピストンを動かす力の元になっている圧力差)は等しい。ポンプはそういう大きな圧力差にめげずに水を押し出しているのである。 だからといってポンプを動かすのに必要な運動エネルギーとピストンから得られる運動エネルギーが等しいわけではない。運動エネルギーは力と移動距離の積だからである。 ポンプの具体的な構造として http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5956950.html のシリンダと同じものを考えてみると良い。但し長さは同じままで断面積は1/1700とする。 こうするとポンプシリンダのピストンと動力発生部シリンダのピストンは同じ周期で往復する。 圧力は同じなのでポンプピストンを動かす力は動力発生部ピストンを動かす力の1/1700でよい。 すなわち力(そしてエネルギー)が1700倍されるのである。 まとめると、動力発生部ピストンを動かすエネルギーのうち1/1700はポンプが運動エネルギーとして、残りの1699/1700は温めたり(冷やしたり?)する熱エネルギーとして供給されていることになる。