元スレ【物理】誤った「サイホン」の定義　世界の辞書に1世紀豪の物理学者が指摘

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251 = 193 :

>>250
そのやり方も簡単に破綻するじゃんね

高さが同じ水槽と水面に逆U字をさしても水は移動しない
どちらかを下に動かすと下に下げたほうに水が流れる→水が流れるのは重力のおかげ

そして水が逆U字管を満たすことができるのは大気圧のおかげ

252 = 181 :

>>251　オー、とうとう意見が一致したな。

”サイホンは重力と大気圧のおかげ”

253 = 183 :

>>251
意味分かってないのか・・・・orz

254 = 193 :

>>252
はじめから、大気圧と重力のおかげだと言ってるじゃん>>197でｗ

サイホンの原理は重力と大気圧のたまものだけど、
水が移動する力は重力によるもの

255 = 215 :

だから、誤解のない文章表現の問題だろ

256 :

そりゃそうだよ。高度数センチの大気差圧なんて、ねえ。
あれ？これだと逆向きだな。

258 = 176 :

>>249
ヒューズ氏は水が移動するのに作用してる力を言ってるだけ。
サイホンの機能に必要な力をすべて言っているんじゃあない。
おまえ、ずっと上で大気圧も必要だと顔真っ赤にしていってた奴だろ。
んなことは最初からわかっとる。
必要なことと、作用をしてるかは別問題。

仮に大気圧と重力が必要だというなら、条件には水圧も必要だし、管の剛性も必要。
そういう話じゃあないんだよ。

259 = 210 :

>>246
>このとき、軽い物体が上に移動するのは「重力があるから」、とするのが日常的な感覚。

それは、ロープは引っ張ったら引っ張り返すという常識が浸透しているから。
このスレを見れば分かる通り、水の場合に勘違いしている奴が多い。
つまり大気圧の作用が日常的感覚になっていない以上、説明に大気圧を入れないのは非常識。

260 = 189 :

サイフォンのもっとも重要で不思議に見える部分は
「水が上に上がっていくところ」だ。
　
その部分の働きは大気圧のおかげだ
　
その先がどんな力で水を引っ張っているか、など
サイフォンの本体部分ではないから、どうでもいいはず

261 = 193 :

水の移動は大気圧に依るものではなく、重力に依るものだと指摘しているだけで、
辞書に大気圧という説明がなくなったとか、大気圧という言葉を入れるのはおかしいとか、
そんなこと>>1は一言もいってないと思うんだ？

262 = 210 :

>>19
> 差分の水が下がることにより管内の「水圧」が下がり、位置エネルギーが低いBの方から水が流れる。

こりゃ説明になっとらん。紐と一緒にしていると言われても仕方ないな。

水圧が下がる→大気圧がＢに掛かる重力に打ち勝ち押し上げる

が正解。>>19は始状態と終状態の位置エネルギー差だけで考えたいようだが、
世の中それだけでは説明できない。途中にエネルギーバリアがあれば、
それを超えることも示さなければ駄目だ。

263 = 181 :

>>259
＞勘違いしている奴が多い。つまり大気圧の作用が日常的感覚になっていない

これは大いに同意する。吸えば自然は真空を嫌うので水が上がると思ってる奴、
大気圧が持ち上げてるとは毛ほども思っていないんだろうな。400年前から
進歩していない。

264 = 193 :

>>19は良く読めば、Aを下げたらBから流れるでなく、Aを下げたらAから水が流れるのまつがいだよね？

265 = 257 :

はあ？

266 = 210 :

>>263
まぁ、大気圧の中で暮らしてる奴がほとんどなので、
大気圧はあるのが当たり前で、そこからのズレしか考えられなくなってるんだろうな。
だから真空には吸引力があるとか勘違いする。

267 = 176 :

>>262
水を満たしたシリンジの中央に稼動する仕切りをおく。
針側を水の中につける。または全体を水の中に沈めてもいい。
ピストンが動けば、仕切りは移動する。
針側に水が入ってくるのは、水圧の変動によるもの。
これは、大気圧の力ではない。

268 = 183 :

>>246
ロープと水の決定的な違い。それは力をダイレクトに伝達できるかどうか。
ロープの張力は単に物体にかかる重力の作用反作用。
逆Uでなく、U字型サイホンも同様。水の圧力が重力による力を伝える。
しかし、逆U字サイホンは、そういう直接力を伝える存在がない。引っ張り力は伝えられないんです。
あくまで、下流側の圧力が減り上流側が変わらないことにより、あたかも下流側にかかる重力が牽引力として
水を伝わったように見えるだけ。だからダイレクトに重力とは言いづらい。

たとえ話をすれば、全く同じ力の巨人AとBが押し相撲をしている時に、非力な俺がBの後から引っ張ったら、ABとも俺の方に動いた。
さて、Aが前進したのは誰の力か？そんな感じ。
全体が俺の方に動いたのは誰の力かと言われると、俺の力でもよさそうだけど、
部分を考えると必ずしもそうはいえないところがなやましいところ。

AとBが相撲をとっていなければ、Bをちょっと引っ張っても、Aは動かない。

269 = 193 :

>>267
これはわかりやすい。

たとえて言うなら、逆U字管の頂上まで水があがる→大気圧
逆U字管の頂上から向こう側に水が流れる→重力

こんな感じ？

270 = 183 :

>>267　>>269
すまん、それがサイホンとどういう関係にあるか理解できないんだが・・・

271 = 181 :

>>262　また妙なことを言う奴。真空中でシリンジが液面より
高ければシリンジと液間に真空間隙が出来るとは思わんのか。

272 = 181 :

>>271　もといシリンジ訂正、ピストン

273 = 210 :

結局、ストローの原理の解釈問題に行き着くな。
ストローで水が飲めるのは

(1) 口で吸い込んだから … △ (説明になってない)
(2) 口で吸い込むことにより圧力差が生じ、空気圧によって水が押し上げられたから … ○

サイホンの片側で水が上昇できるのは、重力が口の吸い込みの役割を果たしているからだ。
重力で説明しようとしていることは、ストローの原理を (1) で説明するようなもの。
説明になってない。

274 = 183 :

>>273
これはいいたとえだな。
重力はこの例で言えば筋肉が胸廓を広げようとする力を発することに相当する。
それが肺内・口腔内、ストロー内液面の圧力を下げ、コップの水面の外気圧に押されて
水があがってくるんだよな。

そりゃあ、吸ったから上がるというのを省略することはできないが、
それだけで終われば物理の説明ではない。

275 = 193 :

>>270
逆U字管のてっぺんまでは大気圧の力で水が上昇
そこから水が出る側への移動は重力の力で移動

276 = 183 :

>>275
いやそうじゃなくて、>>267の装置がなんでそれを説明してるのかがわからない。
逆U字でも何でもないように思えるが・・・・

ちなみに、シリンジの針だけつけて吸い上げようとしても、大気圧なければ上がってこないと思うが。

277 = 210 :

>>274
そうそう、全く同意。それに空気だって仕事をしてるんだよな。
水が上昇する方で仕事をし、水が下降する方で同じ分の仕事を回収している。
正味ゼロだがエネルギーのやり取りはしてるので、
結果として空気内でエネルギーの移動は起きてる。

278 = 189 :

>空気は仕事をしている
入り口側の空気は水を押す仕事(断熱膨張)をした分
温度が下がるはずだ、そう、きっとそうに違いない・・けど自信ない

279 = 176 :

>>269
ちょこっと違う。

> たとえて言うなら、逆U字管の頂上まで水があがる→大気圧
> 逆U字管の頂上から向こう側に水が流れる→重力

1）頂上まで水を満たす力→大気圧
2）水を移動させる力→水圧差
3）水圧差を起こす力→重力

>>5は2と3をまとめて重力としていて、
それでも誤解あるようだから、>>19が噛み砕いた説明したんだろう。

>>270
水の移動は水圧差で行われ、それを可視化したもの>>267

280 :

自転車のチェーン自分で交換したことあるやつにとっては自明

281 = 185 :

大気圧は仕事してないだろ。
入口側と出口側で釣り合って相殺してるんだから。
残った重力しか仕事してない。

282 = 215 :

>>274
ちょっと質問
密閉された容器にストロー刺して吸ったらどうなるの？
というか空気圧に押し上げられない状況で吸っても水は上がってこないのかな、と

283 = 257 :

>>282
容器もストローも剛体なら蒸気が上がってくるだけだろう。

284 = 210 :

>>281
してるよ。ピストンのシリンダーを動かし、圧力pでΔVの体積が変化したとき、
シリンダーと空気の間でpΔVのエネルギーのやり取りがある。

入口の水槽の水面は下がり、大気圧の力の方向に動く。

大気→水へのエネルギー移動＝1気圧xΔＶ

逆に出口の水槽の水面は上がる

水→大気へのエネルギー移動＝1気圧xΔＶ

全体で見ると、大気←→水のエネルギー移動はないが、
入口と出口の水槽の距離が離れていれば（もしくは大気が分離していれば）
入口の大気→出口の大気へとエネルギー移動が起こる。

286 = 189 :

>>284
感動。サイホンは熱の移動が一緒に起きていたんだ・・!

287 = 210 :

>>286
よし、サイホンを使った重力クーラーを作ろうぜ！

288 = 183 :

>>284
まじめに考えると面白いことが結構出てくるもんなんだな。俺も感動。

289 = 193 :

>>287
その大がかりなのがヒートポンプとかエコキュート？

290 = 181 :

>>284　申し訳ないが総量は変わらん。距離が離れていたとしても
エネルギー移動が起こるとは思えない。

291 = 183 :

>>290
一方で膨張吸熱、一方で圧縮放熱が起これば熱の移動は起こる
その熱の偏在は水の位置エネルギーからだろうね。圧縮放熱される方は気圧が上がり、逆は下がって
動きを阻害する方向に働くから、この動きは厳密にはサイホンは大気に仕事をすることになると思う。

292 :

お醤油ちゅるちゅる？

293 = 181 :

>>291　同じ系の中でそれが起これば風が起こるだけで熱エネルギーに
変換されるとは思えないがいかが？

294 = 210 :

>>290
申し訳ないがエネルギーの移動は起きている。逆Ｕ字でもＵ字でも。
以下の様に考えれば分かりやすいだろ。

逆Ｕ字の場合で、水は左から右へ流れるとしよう。
水は重力に逆らって左管を一旦上昇する。
このエネルギー源は左大気から来る。左大気が押している結果なのだから当たり前。
（細かいことを言うと、このとき同時に右大気にも仕事をしている）

次に水は右管を下降する。このとき水は持っている位置エネルギーを開放する。
しかし、重力がする仕事は左右の管の高さの「差」の分だけだ。
ところが水は右管の高さ分の位置エネルギーを開放する。
じゃあ、余計な分のエネルギーをどこへ開放するか。
右の大気圧に逆らって右の大気を押して仕事をするしかない。

もちろん、大気はつながっているので、右の大気を押せば左の大気を
押し返す。しかし、サイホンは地球と別の星を結んでいても構わない。

295 = 181 :

>>294　高さのポテンシャルエネルギーは水の移動つまり運動エネルギー
ー＞熱エネルギーへの変換を起こすだけで大気圧への変換は無い。

Uサイホン（逆Uでは無い）を真空中で動作した場合エネルギーが変換されるのは
大気が無い以上、液温しか考えられないが如何？

296 = 210 :

>>295
大気というのは、固体と違って一部を押したからといって直ぐに圧力が
伝播する訳ではない。だからこそ、高気圧や低気圧が存在する。
サイホンの出口と入口が１０ｋｍも離れていたら、出口の水が押した効果
はほとんど入口には戻ってこない。
結果として、入口は断熱膨張で気温が下がり、出口は断熱圧縮で気温が上がる。
ほとんど測定できないほどだろうが。

サイホンの水槽に硬いもので蓋をした時を考えれば分かりやすい。

297 = 181 :

>>296　圧力の伝播、それを風という。

298 = 210 :

>>297
だが、エネルギーの全部が風として伝播するわけではない。
固体じゃあるまいし。フーと吹いたら１０ｋｍ先のロウソクが消せるのか？

299 = 181 :

結局のところポテンシャルエネルギーは主に水温上昇と、微々たる風->気温上昇
を引き起こす。そういう意味では大気へのエネルギー変換はあるが
それになんか意味があるんか？

300 = 210 :

>>299
水が上昇するためのエネルギーは大気が供給している紛れもない証拠となる。

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