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maiaの日記: サイホンに関する誤った定義 2

日記 by maia

AFPの記事によれば、サイホンに関する定義は間違っていたという。正しくは大気圧ではなく、重力の作用だという。個人的には、水圧をキーにして説明したくなる。ホースの途中どこまで高く上げられるかには、大気圧も関係していると思うが、流れに着目すれば、ベルヌーイの原理も必要になるか。

#家に帰ってから調べてみたが、少なくとも日本語の説明はそんなに間違っていないものが多いような気がする。

##「ロウソクの科学」ばりに、「サイフォンの科学」を書いたら面白そうだ。
##こちらのブログによれば、水を鎖のアナロジーで説明しているらしい。ふるまいとしてはそんな気もするが、見せ掛けだけのような気がする。つまり鎖のアナロジーは説明として意味がないような。

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  • そうですね、日本語のサイトだとあまり大気圧の作用として説明しているところはあまり見かけませんね。

    サイフォンを使った液の輸送におけるエネルギー源としては二つの容器の液面高さの差による差圧になるので重力の作用といえます。
    管をどこまで持ち上げられるのかは水銀柱でおなじみの大気圧と密度と重力ですが、蒸気圧という面からは温度も欠かせません。

    あと、忘れがちですが管がへこんでは液が通らなくなってしまうので管の剛性も必要ですね。
    #ゴムホースでは大気圧に耐えられなくてへこんでしまうでしょう。

    サイフォンの説明 [wikipedia.org]もちょっと怪しい。
    真空とか液体内の気体?が気化する(これも言いたいことはわかるが書き方がまずいな)とかだけで蒸気圧に関する記述が無いのは片手落ちと思います。

    これは邪推となりますが、たぶん大気圧の作用とする説明になるのは高い側の容器を大気開放とせずに密閉してしまったときにやがて流れなくなることからじゃないかと。
    これも蒸気圧について考えていないせいじゃないかと想像します。

    • by maia (16220) on 2010年05月23日 16時50分 (#1768316) 日記

      > 管がへこんでは液が通らなくなってしまう

      直感では、管の上部では負圧がかかりそうに思えますね。確かに大気圧に耐えなければ、大気圧分の高さまで持ち上げる事は出来そうにないし。

      > 高い側の容器を・・・密閉

      密閉容器(もちろん堅牢な容器)だと、中がすぐ負圧状態になり、水圧(差)と均衡して止まるような...

      ちょっと色々と慎重に考えた方がよそそうですが、この問題、ファラデーの「ロウソクの科学」なみの面白さがありそうですね。

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未知のハックに一心不乱に取り組んだ結果、私は自然の法則を変えてしまった -- あるハッカー

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