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サイフォンの原理について質問

hut********さん

2019/4/1323:57:49

サイフォンの原理について質問

写真のように、管の一部を切り取って水を抜いてから元に戻した場合、水は下のビーカーに移動しますか?
ちなみに切り撮る時、完全に栓をして水が流れていかないようにします。
仮にこれで流れた場合、抜いた水の位置エネルギーが増加したとでき、永久機関が作れませんか?ただ実際には無からエネルギーを取り出してるのではなく、気圧を位置エネルギーとして取り出した形になりますが。
もしできない場合、水を抜き取ったあと、水よりも比重が軽い液体を代わりに入れ、元に戻すことで、水とその液体との重量の差だけ位置エネルギーを取り出すことはできませんか?

サイフォン,位置エネルギー,ビーカー,永久機関,比重,液面,運動エネルギー

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tri********さん

2019/4/1411:25:39

サイフォンの水が落ちるとき、上のビーカーの液面高さと管の出口の高さの差分だけ水の位置エネルギーが失われ、それは管から出る水の運動エネルギーとなって、さらに下のビーカーに落ちるまで位置エネルギーは減少、運動エネルギーは増大(加速)して、下のビーカーに着水すると運動エネルギーは音と熱になって失われます。

ご質問のように管の途中の水を抜き取ったとしたら、最終的に下のビーカーに落ちる水の量は抜き取った分だけ減るので、その分音と熱になって失われるエネルギーは減ります。減った分は抜き取った水の位置エネルギーとして留保されます。

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eas********さん

2019/4/1411:50:46

「水よりも比重が軽い液体を代わりに入れ・・・」この入れるためのエネルギーはどうしますか。

mad********さん

2019/4/1408:11:18

サイフォンも仕組みを理解する上で気圧なんて考えなくていいんです。
高い位置にあるものは下に落ちるということだけです。
空気などの気体が介在すると、その収縮性が邪魔をして引っ張る力を遮断するから水が移動できないだけの話です。
空気を抜くとその部分は真空なので、管内は上下の水が吸い寄せられてくっつきます。
従って「気圧を位置エネルギーとして取り出した」わけじゃまったくありません!
ちなみにこの図の切り取った部分を管内を行き来できるピストンに代えても”糸電話”に代えてもサイフォンは成り立ちます。

mym********さん

2019/4/1400:22:23

系に対して切り取る量が少量であれば流れると思います。少量じゃないと無理なので永久機関とまではいきません。

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