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加圧による液面上昇について
2023/10/20 02:35
- 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？
加圧による液面上昇について
2019/06/11 17:44
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？
質問者が選んだベストアンサー
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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その他の回答 （6件中 1～5件目)
＞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。
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
2019/06/18 08:19
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。
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
2019/06/18 07:59
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。
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
2019/06/13 09:47
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。
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
2019/06/13 09:47
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。
補足
2019/06/21 08:36
お世話になります。
噴出するのは、管の径が大きくなるところに到達したときであり、その後は想定液面まで増加していくに従い、噴出はなくなり、想定液面に到達するまで供給はされ続けるという認識ですよね？
私の説明不足だったと思います。