毛細管発電

質問

毛細管現象を利用して発電を行うことを考えてみました。
　大木はなんのエネルギーも使わずに、何十メートルの高さまで水を運びます。
　そこで、物凄い太い木の模型を用意し、その中を毛細管現象で水が勝手に登っていくようにしておきます。
　上部には水をためるタンクがあり、そこから一気に水を落としてタービンを回して発電するわけです。

　もちろん、押し上げることができる水の量には限界があるわけですが、物凄い太い木の模型を用意することで、その問題を解決したものと仮定します。

　この方法だと無限に発電しつづける発電機を作れると思うのですが、「無限に発電しつづける」という発想自体が力学の法則に反しています。

　つまり、俺のこの考え方は間違っていることになりますが、どこが間違っているのか分かりません。
　どこが間違っているのか、分かる方はいらっしゃいませんでしょうか。
　あるいは、毛細管発電は本当に現実的な方法なのでしょうか？

回答No.1

sailor · ベストアンサー

まことに残念ですが、毛細管現象を利用しての発電は無理です。それはどんなに細い毛細管を沢山用意しても毛細管の先から一滴の水も出てこないからです。毛細管に水が上っていく現象は水が毛細管の内側に貼り付こうとする力によって起こる現象です。したがってこの力が強いほど高く水が上っていくことになりますが、同時にこの力が強いために水は管に張り付いて管から出てこないのです。つまり高い位置まで水を上げられる毛細管ほど毛細管から水を外に出すまいとする力も強いのです。

植物が非常に高い位置まで水をあげられるのは単に毛細管現象によるものではなく、植物細胞内の一種のポンプ機構によるものです。この力が働かないと植物も十分に水を上げることができません。ちなみに管の内部を真空にしたとしても水を吸い上げられるのはせいぜい１０ｍ程度です。植物の中には１００ｍを超えるものもあり、その際上部にまで水は行き渡っています。これは植物の細胞同士の間で水を受け渡すうまい仕組みがあるからです。もし１００ｍもの高さに水を押し上げようとすると１平方センチメートルあたり１０キログラムもの圧力が掛かっていることになり、１００ｍもある木の根元付近を切るとものすごい勢いで水が噴出してくるでしょう。ところが実際はそんなことはありません。これは、植物が細胞単位で水を取り扱っているので一つの細胞内部ではそんな圧力にはならないからです。いずれにせよ生きた木であればその一番上のほうの枝を切ればそこからわずかづつでも水が染み出してくる可能性がありますが、以下に忠実に再現しても生きた細胞がないことには水は一向にあがってはこないということです。

お礼

ありがとうございます。
　あー。なるほど。
　細いストローを水に挿せば、ほんの数ミリほど水面が上昇しますが、このレベルで水が循環するかどうかを考えれば分かりやすいですね。
　循環しないんですね(^_^;

回答No.2

ikkyu3

＞どこが間違っているのか、分かる方はいらっしゃいませんでしょうか。
＞あるいは、毛細管発電は本当に現実的な方法なのでしょうか？
まだ考えが未完成のようです。
毛細管から水をタンクに取り出す方法が、考えられておりません。
従って、今の段階では、現実的ではありません。

お礼

ありがとうございます。
　タンクに吸い出すのにエネルギーが必要なわけですね。
　それじゃあ確かに大げさな機械を作っても無駄ですね(^_^;