水の流れで見える圧力

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せつめい

電気などのエネルギーを利用しないで噴水があがりつづけるのはなぜ?


噴水の写真

  自転車の空気入れで大気圧よりも高くする容器の圧力は、噴水のホースの水と青い水受け皿より落ちるホースの水にはさまれて 容器の中で水と空気に圧力を加わえています。圧力で水の体積は変わりませんが、空気の体積は小さくなり圧力をたくわえます。

 噴水で外に出た水は下の容器へ流れて、下の容器の高い圧力をたくわえた空気を上の容器へ押し上げます。

 つまり、上の容器の重い水と下の容器の軽い空気が入れ替わる約10分間、容器の中の空気は大気圧より高い圧力をたくわえて噴水がつづきます。

噴水をより高くあげるには?

 噴水は、水と空気の流れを早くすると高く上がります。水と空気がホースを流れるときホースと水、ホースと空気に摩擦が生まれるためホースを太くします。しかし、太すぎるとホースの中で流れない水や空気が流れの邪魔をします。水や空気の流れる量に適したホースの太さを選ぶことが大切です。噴水ノズルにボール空気針(針の内径は約1mm)を使いビデオに収録されている装置のホース内径は、4本の噴水ホースを6mm、空気用ホースを9mm、水の落ちるホースを12mmにしました。


ポットの写真

 この噴水と同じしくみのものに、みなさんの家で使う「お湯ポット」があります。お湯ポットは、ボタンを押してポット内に空気を入れることで、お湯が外に出てくるのです。

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