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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？

tokada1106

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hahaha8635

2019/06/18 22:54

回答No.6

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

2019/06/18 08:41

回答No.5

＞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。

補足

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。

2019/06/21 08:36

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hahaha8635

2019/06/13 12:33

回答No.4

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。

2019/06/18 08:19

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mpascal

2019/06/13 10:52

回答No.3

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。

2019/06/18 07:59

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mpascal

2019/06/11 20:06

回答No.2

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。

2019/06/13 09:47

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hahaha8635

2019/06/11 18:22

回答No.1

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