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加圧による液面上昇について

  • 困ってます
  • 質問No.9624910
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お礼率 48% (14/29)

下記URLの図を良く見かけますが、
http://www.sugipro.co.jp/kouza/sankosyo/taikiatunokeisan.html
試験管の上方は開放して(大気圧下)、また下部のタンク部は密閉状態にし、エアーを送り込み内圧をかけるという条件での質問があります。
密閉タンクに「大気圧+0.1MPa」を加えると、760mmまで水銀は上昇していくと思います。
ここで500mmあたりで試験管径がものすごく大きいとした場合、500mmの高さ付近の流体はどのような状態になるでしょうか?高さを維持できない為、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換されて、ブシュっと噴水のような状態になると思うのですが。
試験管下面の位置になるまで噴水状態が続くと思うのですが、考え方は正しいでしょうか?

回答 (全6件)

  • 回答No.6

ベストアンサー率 17% (155/873)

だから
パスカルの定理
を理解してないんだよ

上皿が試験管径がものすごく大きいくした システム

ヘロンの噴水
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%98%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%81%AE%E5%99%B4%E6%B0%B4


試験管下面の位置になるまで噴水状態が続くわけではなく
圧力のつりあったところで止まる

あなたの考えだと上記システムは永久機関になってしまう
  • 回答No.5

ベストアンサー率 21% (1013/4622)

>圧力エネルギーが運動エネルギーに変換されるのではないかと思うのですが。

運動エネルギー的損失があったとしても、液面差による圧力差によるエネルギーは想定液面に達するまで供給され続ける。
  • 回答No.4

ベストアンサー率 17% (155/873)

タンクの液面と試験管の液面
配管 A 大気圧
配管 B 密閉 = 持ち上がった水銀の質量 

菅を広げると
高さは減り 面積が増えますが 質量は同じです
お礼コメント
tokada1106

お礼率 48% (14/29)

何度もすみません。
釣り合いとしては、質量ではなく面積に拠るものではないでしょうか?
高さを維持できないので、釣り合いも取れないかと。
動的になると、噴出するしかないと思うのですが。
投稿日時 - 2019-06-18 08:19:15
  • 回答No.3

ベストアンサー率 21% (1013/4622)

前回も回答しましたが、参照の絵は静的な状態のものです。動的な議論では全く違うアプローチが必要ですね。
補足コメント
tokada1106

お礼率 48% (14/29)

何度もすみません。
参考は、あくまで参考として頂ければ。
タンクは密閉、試験管の上方は開放、最初はタンクも試験管も同じ液面で、その状態から、タンク内を加圧として、そこからの動的なイメージをして頂ければと思います。

大気圧では、タンクの液面と試験管の液面は同じ高さになるかと思うのです。
そこからタンク内に圧力を徐々に0.1MPaまで加圧していくと、試験管の液面が上がっていくかと思います。試験管径が一定ならば760mmまで上昇すると思いますが、例えば500mmで試験管の100倍の径になったとしたら、そもそも流量が追いつかないと思うわけです。ですので、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換されるのではないかと思うのですが。
投稿日時 - 2019-06-18 07:59:17
  • 回答No.2

ベストアンサー率 21% (1013/4622)

試験管径は太くとも圧力は均一にかかるので、液面で「ブシュっと噴水のような状態」は起こらない。

台風で高潮が起きるのが良い一例。
補足コメント
tokada1106

お礼率 48% (14/29)

大気圧では、タンクの液面と試験管の液面は同じ高さになるかと思うのです。
そこからタンク内に圧力を徐々に0.1MPaまで加圧していくと、試験管の液面が上がっていくかと思います。試験管径が一定ならば760mmまで上昇すると思いますが、例えば500mmで試験管の100倍の径になったとしたら、そもそも流量が追いつかないと思うわけです。ですので、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換されるのではないかと思うのですが。
もう少しお付き合い頂ければ幸いです。
投稿日時 - 2019-06-13 09:47:40
  • 回答No.1

ベストアンサー率 17% (155/873)

だから
パスカルの定理
を抜かしてるよ

試験管径がものすごく大きいとした場合 を 比喩にしてはいけない

http://www.eonet.ne.jp/~hidarite/ce/machine06.html
リンク先A と B は Bの面積が倍 Fが2倍

水銀柱の場合
大気圧=水銀の高さの自重/面積 
でつりあってる
補足コメント
tokada1106

お礼率 48% (14/29)

大気圧では、タンクの液面と試験管の液面は同じ高さになるかと思うのです。
そこからタンク内に圧力を徐々に0.1MPaまで加圧していくと、試験管の液面が上がっていくかと思います。試験管径が一定ならば760mmまで上昇すると思いますが、例えば500mmで試験管の100倍の径になったとしたら、そもそも流量が追いつかないと思うわけです。ですので、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換されるのではないかと思うのですが。
もう少しお付き合い頂ければ幸いです。
投稿日時 - 2019-06-13 09:47:22
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