加圧による液面上昇について
- 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?
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加圧による液面上昇について
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?
- tokada1106
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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
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- mpascal
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>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。
- hahaha8635
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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
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。
- mpascal
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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
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。
- mpascal
- ベストアンサー率21% (1136/5195)
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
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。
- hahaha8635
- ベストアンサー率22% (800/3609)
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
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。
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