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時速80キロで走ることができます。また航続距離は150～200kmとのこと。http://gigazine.net/news/20120827-airpod/ [gigazine.net] 175 リットルの20気圧の空気でそんなに動ける物なのか？！ちなみにAirPodはインドのTata Motorsによってライセンスが取得。
以前の記事 [slashdot.jp]では350気圧という話だったようですが、実用化に当たって下げたのでしょうかね。それにしては航続距離は変わらないようだし、そもそも350気圧と20気圧ではえらく違うような。
1m3のタンクに350m3の空気を押し込むと、単純計算で∫101300s ds =6.2GJ。タンクは0.175m3なので6.2*0.175=1.1GJ。ガソリン（発熱量35MJ/L）の31L相当。ただし、熱機関の効率などを考えると、80リットル程度に相当するか。結構なエネルギー密度に驚き。
一方、エネルギー密度は気圧の２乗で効くため、20気圧だとこの300分の1の、270ミリリットル相当になり、実用的ではないです。
ただし、熱機関の効率などを考えると、80リットル程度に相当するか。
圧縮空気のほうも、たぶんフルには仕事を取り出せないかと。
にしても、この密度だとやっぱり事故が怖いですね。ガソリンはじわじわ燃えて（主に）熱による被害があるのに対して、圧縮空気のほうは圧力容器が壊れると瞬間的に全エネルギーが解放されるので火薬と変わらない。
断熱圧縮の場合、TV γ-1=const.の法則があるので、300Kから窒素が液化する77Kまで冷却するまでに体積は8倍程度にしかなりません。とはいえ、膨張の最初は350気圧で押し出してくるので木っ端微塵になることは避けられないでしょうね。
# 2220000のACさんと、答えが30倍も違ってしまった。計算ミスしてなければいいんだけど。
圧縮空気自動車系は，出来るだけ等温圧縮・等温膨張になるように設計してます．#エネルギー効率向上のため．
MDIの試作自動車も，
タンクからピストン内に空気を噴射↓ピストン内で十分熱交換を行い，外気温に近い温度に↓高圧空気にピストンが押されて動く
という動作になっていた覚えが．
そのため#2220000 [srad.jp]のコメントのように，等温過程で扱う方が良いのではないかと．
2220000のACです。一応式を書いてみます。
等温可逆過程でn molの気体が体積V1から体積V2まで膨張する際にする仕事
W = ∫PdV (V = V1 → V2)
P=nRT/Vだから
W = nRT∫1/V dV = nRTln(V2/V1)
今回の場合、充填時を175L・350気圧とすれば
nRT = PV = 0.175[m3]·350*101325[N/m2]= 6.2[MJ]
V2 = 350V1∴ln(V2/V1) = 5.86
よって気体がする仕事
W = nRTln(V2/V1) = 6.2[MJ]*5.86 = 36 [MJ]
になるような気がするのですが。
>答えが30倍も違ってしまった。
はい、その2220000のACです。こちらは断熱圧縮では無く、等温圧縮で考えています。そのため取り出せるエネルギーは小さくなってます。（押し込むエネルギーも小さくなるけど）
実際は断熱系に近いのか等温系に近いのかは何とも言えないところですが、空気つめてからある程度時間をおけば冷えてるんじゃ無いか？（そんなに空気タンクの断熱をよく作ってないんじゃ無いか？）という仮定で等温で扱いました。200km走るってんなら時間も結構かかるでしょうし、外界との熱のやりとりも結構あるんじゃ無いかなと。
あれ？断熱の方がエネルギーが小さいのでは？ここで言ってるのはどちらも圧縮後の体積と圧力が175L, 35MPaで等しく、断熱なら温度が高く、等温なら室温のまま、つまり断熱の方が質量が小さいという仮定では？ってことで 検算＠Wolfram|Alpha [wolframalpha.com] あってますね。
ちなみに断熱圧縮は
効率とか配管系統どうなってるんだろう？と気になって本家見てみたら、 http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_car [wikipedia.org] なんだあるじゃん。30MPaってあるけど。
エネルギー密度の項みると、やっぱりですよね〜（棒）という感じです。あと、高圧の配管伸ばしてたら色々危ないよなどうするんだろう？って思ったら単純にレギュレータ入れてるんですね...まあそうですよね...
20気圧ってそれかな？とか思いつつ計算したら、18.3MJ [wolframalpha.com]だって。
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海軍に入るくらいなら海賊になった方がいい -- Steven Paul Jobs
航続距離は150～200km (スコア:2, 参考になる)
時速80キロで走ることができます。
また航続距離は150～200kmとのこと。
http://gigazine.net/news/20120827-airpod/ [gigazine.net]
175 リットルの20気圧の空気でそんなに動ける物なのか？！
ちなみにAirPodはインドのTata Motorsによってライセンスが取得。
Re: (スコア:2)
以前の記事 [slashdot.jp]では350気圧という話だったようですが、実用化に当たって下げたのでしょうかね。それにしては航続距離は変わらないようだし、そもそも350気圧と20気圧ではえらく違うような。
Re: (スコア:0)
1m3のタンクに350m3の空気を押し込むと、単純計算で
∫101300s ds =6.2GJ。
タンクは0.175m3なので6.2*0.175=1.1GJ。
ガソリン（発熱量35MJ/L）の31L相当。
ただし、熱機関の効率などを考えると、80リットル程度に相当するか。
結構なエネルギー密度に驚き。
一方、エネルギー密度は気圧の２乗で効くため、
20気圧だとこの300分の1の、270ミリリットル相当になり、
実用的ではないです。
Re:航続距離は150～200km (スコア:2)
圧縮空気のほうも、たぶんフルには仕事を取り出せないかと。
にしても、この密度だとやっぱり事故が怖いですね。ガソリンはじわじわ燃えて（主に）熱による被害があるのに対して、圧縮空気のほうは圧力容器が壊れると瞬間的に全エネルギーが解放されるので火薬と変わらない。
Re: (スコア:0)
断熱圧縮の場合、
TV γ-1=const.
の法則があるので、300Kから窒素が液化する77Kまで冷却するまでに
体積は8倍程度にしかなりません。
とはいえ、膨張の最初は350気圧で押し出してくるので
木っ端微塵になることは避けられないでしょうね。
# 2220000のACさんと、答えが30倍も違ってしまった。計算ミスしてなければいいんだけど。
Re:航続距離は150～200km (スコア:2)
圧縮空気自動車系は，出来るだけ等温圧縮・等温膨張になるように設計してます．
#エネルギー効率向上のため．
MDIの試作自動車も，
タンクからピストン内に空気を噴射
↓
ピストン内で十分熱交換を行い，外気温に近い温度に
↓
高圧空気にピストンが押されて動く
という動作になっていた覚えが．
そのため#2220000 [srad.jp]のコメントのように，等温過程で扱う方が良いのではないかと．
Re: (スコア:0)
#2219997のガソリン相当量を計算したほうは等温圧縮で、
内圧が101300[Pa/atm]*s[atm]*ds[m3]を0～350[atm]まで積分しています。
一方、#2220034のほうは、その親コメで「事故で瞬間的に」としているので、
断熱膨張として扱っています。 なので、間違いではないと思います。
Re:航続距離は150～200km (スコア:1)
2220000のACです。
一応式を書いてみます。
等温可逆過程でn molの気体が体積V1から体積V2まで膨張する際にする仕事
W = ∫PdV (V = V1 → V2)
P=nRT/Vだから
W = nRT∫1/V dV
= nRTln(V2/V1)
今回の場合、充填時を175L・350気圧とすれば
nRT = PV = 0.175[m3]·350*101325[N/m2]
= 6.2[MJ]
V2 = 350V1
∴ln(V2/V1) = 5.86
よって気体がする仕事
W = nRTln(V2/V1)
= 6.2[MJ]*5.86
= 36 [MJ]
になるような気がするのですが。
Re:航続距離は150～200km (スコア:1)
計算、間違えたみたい（てへぺろ）
最初の式（E=∫101300s ds）が、圧縮に費やすエネルギーについて過大評価していました。
ガソリン31リットル相当、てのがちょっと大きすぎるかな、とは思っていたのですが。
にしても、ガソリン１L（内燃機関効率を考えても2L）相当かぁ。
2L分のエネルギーを消費するたびにスタンドに、というのは
買い物用途以外の何にも思いつかない。
2220000さん、式を示していただいたおかげで一つかしこくなりました。
Re: (スコア:0)
>答えが30倍も違ってしまった。
はい、その2220000のACです。
こちらは断熱圧縮では無く、等温圧縮で考えています。そのため取り出せるエネルギーは小さくなってます。
（押し込むエネルギーも小さくなるけど）
実際は断熱系に近いのか等温系に近いのかは何とも言えないところですが、空気つめてからある程度時間をおけば冷えてるんじゃ無いか？（そんなに空気タンクの断熱をよく作ってないんじゃ無いか？）という仮定で等温で扱いました。
200km走るってんなら時間も結構かかるでしょうし、外界との熱のやりとりも結構あるんじゃ無いかなと。
Re: (スコア:0)
あれ？断熱の方がエネルギーが小さいのでは？
ここで言ってるのはどちらも圧縮後の体積と圧力が175L, 35MPaで等しく、断熱なら温度が高く、等温なら室温のまま、つまり断熱の方が質量が小さいという仮定では？
ってことで 検算＠Wolfram|Alpha [wolframalpha.com]
あってますね。
ちなみに断熱圧縮は
Re: (スコア:0)
効率とか配管系統どうなってるんだろう？と気になって本家見てみたら、
http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_car [wikipedia.org]
なんだあるじゃん。30MPaってあるけど。
エネルギー密度の項みると、やっぱりですよね〜（棒）という感じです。
あと、高圧の配管伸ばしてたら色々危ないよなどうするんだろう？って思ったら
単純にレギュレータ入れてるんですね...まあそうですよね...
20気圧ってそれかな？とか思いつつ計算したら、18.3MJ [wolframalpha.com]だって。