今日毛利さんが無重力下での実験の話をしていたので思いついた疑問です。
無重力下且つ無風下でろうそくを点灯させると炎の形はどうなるのでしょうか?
それ以前に点灯しつづけれるのでしょうか?(スペースシャトル内での実験と思ってください)
燃料はロウさえ溶けてしまえば毛細管現象で重力に関係なく芯に供給されると思うのですが
対流のない状態だから酸素が供給されずすぐに消えるのかな・・・
もし点灯するのであれば炎の形は丸く(といっても芯から等距離になるから楕円というか薬のカプセル状かな?)
なるのでしょうか?
御存知の方いらっしいましたらよろしくおねがいします。

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A 回答 (4件)

回答については、yukkiesさんの考察及び他の方の回答で問題ないと思います。


参考程度に
http://www.aist.go.jp/NIMC/publication/news96/22 …

特に参考URLについては驚きました。
前途有望な若者もいるもんだ!

参考URL:http://www.sunfield.ne.jp/~oshima/kzk/jun/rousok …
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この回答へのお礼

みなさんありがとうございました、小学校、中学校で習った知識が今でも通用
することに驚いています。
Take chanさんの回答にあるNASDAのHPにファラデーのろうそくの科学の話が
ありますが、かくいう私も中学のときに読んだ覚えがありまた読み直してみたいと思いました。
Zincerさん、昨今子供の科学離れがよく話題になっていますが彼のような人たちが
いればまだまだ捨てたもんではないですね。
うちの子はいま幼稚園児なものでナゼナゼどうして病の真っ最中です
めんどくさいなと思うこともありますができるだけ丁寧に答えてあげなければと
思う今日この頃です。
できることなら宇宙飛行士になってパパを宇宙へ連れて行っておくれ(爆)

お礼日時:2001/08/22 21:10

皆さんの言われるとおり、炎の形は丸くなります。


また、スペースシャトルやミールでの実験では、45分間
燃え続けた例があるそうです。これは、酸素が拡散により
供給された考察されています。

詳細は、下記のHPのQ36,37に解説があります。

参考URL:http://jem.tksc.nasda.go.jp/iss_faq/go_space/ste …
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yukkiesさんがおっしゃるとおり、対流が起きないため炎は球状になり、すぐに消えてしまいます。

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 おっしゃる通りですね。


 無重力化では炎は丸くなり、酸素の供給がなければすぐに炎は消えます。
 かなり昔に子供向けの雑誌かなにかで写真付で載っていたのを見た記憶があります。
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Q毛細管現象の促進方法

あるものに油を染み込ませようとしています。
自然含浸より早く染み込ませたいのですが(できれば一瞬で)何か方法はないでしょうか?
例えば、真空中ではどうでしょうか?あるいは振動を与えるとか?
お知恵をお貸しください、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

毛細管という所から布状・スポンジ状のものだとは思いますが、
対象物の形状・材質や油の種類がどのようなものか分からないので
ジャストアイデアで記載してみます。
ただし、工業製品向けであり食品等にはそのままでは使えません:)

化学的:
・分子量の大きな油脂(染み込ませたい油)を溶剤で希釈して浸透を促進する。
 浸透後溶剤を蒸発分離する。(溶剤は回収再利用。真空加熱分離等)
 石油系、アルコール系のほか塩素化炭化水素系(代替フロン等)などいろいろあります
・浸透促進剤として界面活性剤を添加する。
 ただし溶剤と違って簡単な除去が難しいので残存する界面活性剤による特性変化に注意。
 もっとも一口に界面活性剤といっても多種多様ありますが…
 界面活性剤のほかにも適した添加剤があるかもしれません。

物理的:
・振動の一種ですが、超音波(数十KHz~1000kHz)を利用する。
 対象物と油特性により適した周波数・出力は異なるでしょうから要研究です。
 浸透時に直接利用するほか、油脂の前処理として利用する方法も考えられます。
・加温加圧噴霧 (おそらく検討済みでしょうが…)

見当違いでしたらすいません :)

毛細管という所から布状・スポンジ状のものだとは思いますが、
対象物の形状・材質や油の種類がどのようなものか分からないので
ジャストアイデアで記載してみます。
ただし、工業製品向けであり食品等にはそのままでは使えません:)

化学的:
・分子量の大きな油脂(染み込ませたい油)を溶剤で希釈して浸透を促進する。
 浸透後溶剤を蒸発分離する。(溶剤は回収再利用。真空加熱分離等)
 石油系、アルコール系のほか塩素化炭化水素系(代替フロン等)などいろいろあります
・浸透促進剤として界面活性...続きを読む

Q重力と大気圧とトリチェリの実験

重力1G、大気圧0atmでトリチェリの実験を行った場合、水銀柱の高さはどうなるでしょうか。
また、大気圧0atmでも、温度は十分低く、水銀は液体で存在していると仮定しています。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

計算方法が判らないことはご了承ください。

大気圧0における実験は、約1気圧の環境において、水銀柱内も1気圧である場合と、結果は同じになります。
(上下が蓋がされておらず、解放された状態で実験すれば良い。)

水銀柱用のパイプが十分太ければ、#1さんのご回答で、正解と言えるかもしれません。

しかし実際は、水銀柱の液面は、器にプールされた水銀の液面より、理論的に下がることになります。
水銀分子は、水分子のような「水素結合手」を持たないため、液体水銀はパイプの内面を水のように上らず、パイプの口に幕を張るような力(まさに張力)が働くため、パイプ内の液面は、水銀プール面より下がり、その液面は凸形になるのです。

↓こちらの資料3ページ目、「図8-2 毛細管現象」を参照
http://www.amsd.mech.tohoku.ac.jp/Thermoacoustics/Chap_8.pdf

但し、、パイプ内の液面が下がったものを、『水銀「柱」』と呼んでいいか、という議論はあるかもしれませんが。

Q毛細管現象と表面張力の関係について

毛細管現象と表面張力の関係について

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毛細管現象は、比較して表面張力が小さい液体の方が、現象の度合いが大きいんでしょうか?

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水より毛細管現象の度合いが大きい液体(身近な物・有毒で無い者・危険で無い物・有害で無い物)は、何があるんでしょうか?
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Aベストアンサー

毛管力は液体の表面張力と接触角で決まりますので、式から見ると表面張力が大きい程毛管力が強いように見えますが、単純ではありません。接触角を決めるヤングの式は液体の表面張力、毛管(固体)の表面張力と界面張力で決まり、液体の表面張力が大きいと接触角が大きくなって濡れ難くなり、毛管力を減らす方向へ向かうからです。
毛管が金属やガラスなど濡れ易いものでできている場合には毛管力は主に液体の表面張力に支配され、表面張力の大きな水が最も大きな毛管力を示すのではないかと思いますが、例えば毛管がテフロンのようなものでできていれば水では接触角が大き過ぎて表面張力が殆ど毛管力に作用せず、アルコールのような物の方が毛管力が強くなるのではないかと思います。

Q炎色反応の実験

炎色反応の実験をしたいのですが、必要な薬品をどこで
買ったらいいのかわかりません。
ちなみに、
・メタノール・ステアリン酸・塩化リチウム・塩化ストロンチウム・ホウ酸・塩化カルシウム・ミョウバン・塩化バリウム・塩化カリウム・塩化銅・マグネシウムリボンです。
多くてすいません。どれかひとつでもいいのでぜひ!

Aベストアンサー

塩化カルシウム、道路の融雪剤として大量に目につきます。学校のクラブ活動でテニスコートにまいています。加湿剤として利用しています。砂ほこりが立つのを防いでいます。買う必要はないでしょう。豆腐の凝固剤にも使っています。
塩化バリウムは毒物指定ですから多分売ってくれないでしょう。水溶性のバリウム化合物は全て毒物指定です。メタノールも普通は売ってくれないでしょう。エタノールは手に入ります。胃の検査で硫酸バリウムを使います。これは毒物には指定されていませんので手にはいるでしょう。水に溶けなくても強く加熱すれば炎色反応が見えるのではと思っています。水に溶けない酸化銅でも銅の炎色反応を見ることが出来ますから。
ストロンチウムの炎色反応の色は花火の色の中にあります。銅も同様です。
銅の炎色反応、高等学校ではわざわざ試薬を買うということはしていません。廃物の銅線(撚り線よりは単線の方がいいです。)、または銅片を使います。直接コンロで加熱した場合と加熱したものを塩化ビニール(電線の被覆)や台所用のラップフィルムに接触させた後加熱した場合とを比べます。綺麗な色の炎が見えます。何故この様なことをやるかというとただ綺麗な色が見えたというだけのことにしたくないからです。見えるための条件や何に使うことが出来るか等に発展させることが出来ます。(塩素を含むプラスティックスと含まないプラスティックスの区別をすることが出来ます。どうして区別が出来るかは実験をやった後で考えて下さい)
マグネシウムは特徴のある燃え方をします。でも炎色反応とはいいません。何故だか分かりますか。マグネシウムは以前写真のフラッシュに利用されていました。
ステアリン酸、硼酸、みょうばんは何に使いますか。
ガスコンロで出来ることはアルコールを使わないでやった方がいいと思います。
カリウムの炎色反応は見るのが難しいです。
塩化リチウム高いと思います。廃物のリチウム電池をばらしたらどうですか。電池を分解しないようにと書いてあると思いますが化学の実験を志しているのならどういう注意が要るかも分かると思います。
ガスコンロの炎が青いのを炎色版のというかどうかは意見が分かれます。歴史的に金属イオンの分析に用いてきたということからすると炎色反応とはいいません。ある特定の物質が原因で炎に色が付く現象ということでいえば炎色反応です。ガスの炎の青い色はガスの成分が高温に加熱されたときに出ます。硫黄の炎も特別な色です。色々発展させることが出来ます。

塩化カルシウム、道路の融雪剤として大量に目につきます。学校のクラブ活動でテニスコートにまいています。加湿剤として利用しています。砂ほこりが立つのを防いでいます。買う必要はないでしょう。豆腐の凝固剤にも使っています。
塩化バリウムは毒物指定ですから多分売ってくれないでしょう。水溶性のバリウム化合物は全て毒物指定です。メタノールも普通は売ってくれないでしょう。エタノールは手に入ります。胃の検査で硫酸バリウムを使います。これは毒物には指定されていませんので手にはいるでしょう。水...続きを読む

Q毛細管現象を使って永久機関は作れませんか?

毛細管現象を利用すれば永久機関は作れませんか?毛細管現象は投入力はゼロと思います。それを利用して水を高所にあげ、発電すればいいのではないでしょうか?

Aベストアンサー

毛細管現象で管の中に吸い上げられた水は
中心が低く、壁側が高く、Uの字型のようになります。
(理科の試験管などで見たことがあると思います)
よって、管から毛細管現象の力のみで吹き出ることはありません。

では、先を下向きにして垂らせばいいかというと
先を下に向けても、重力より毛細管現象の力が大きいので、水は滴り落ちません。

Q積雪した山頂の風下に見られる雪煙について

移動する気塊の中に突き出た、積雪している山の頂をイメージしてください。

頂の風下には、雲というよりは、雪煙らしきものが舞い上がります。ところが、風上側を見ると、積雪した稜線がくっきりと見えています。

●どうして、このような風景となるのでしょうか?
どうして、風下側にだけ、雪煙らしきものが舞いあがるか不思議です。

私の想像では、流体力学的な説明になるのではないかと思うのですが、よくわかりません。

或は、この雪煙らしきものが舞いあがる山頂付近の雰囲気をご存知の登山家の方であれば、そこで何が起こっているのかをご存知であるのではないかと想像しております。

Aベストアンサー

お尋ねでしょうか?

私は別に流力の専門家ではないですが、学校の授業で多少かじった事があるのと、田舎が山国で、晴天の春の日に突然吹雪になる「風花」という現象が不思議で調べたりした事があって、そのときかじった知識などです。

お尋ねのような飛行機の翼みたいな現象もあると思われます。

ただ、富士山のような独立峰では渦が山に対して垂直面だけでなく、水平面でも起きるので、解析が難しい乱流になるでしょうね。
xxアルプスみたいに、山が連なってる場合は、そういう現象ははっきり見られると思います。

Q毛細管現象の接触角について

毛細管現象を計算しています。

接触角とありますが、雨水(もしくは水)と、銅およびすずの接触角がわかりません。

また、時間経過(錆びたりして)で接触角は変わってくるのでしょうか?

変わるのであればどの程度でしょうか?

なにか文献等あればご教授をお願いします。

また、毛細管現象の計算式にCOSθがありますが、

接触角が90°を超えると、毛細管現象の高さhがマイナスになりますが、

どういうことですか?

Aベストアンサー

No.1のお礼の質問にお答えします。
hがマイナスになる時、毛細管に何かの手段で液体を一杯まで詰めてから毛細管を立てれば液面は下がりますし、空っぽの毛細管を液体の入ったビーカーに入れたとしたらビーカーの液面より下の場所までしか毛細管に液体が入りません。どちらにしても毛細管内の液面高さはビーカーの液面より-hだけ下になります。
例えば毛細管がテフロンで液体が水なら接触角は90度より大きい(テフロンと水の界面張力がテフロンの表面張力よりも大きい)ので毛細管内の水面はビーカーの水面よりも低い場所にできます。
接触角計は固体に付着した液滴の作る角度を光学的に測るだけなので、専用の計器が無くても横から写せるUSB顕微鏡のようなものがあればラフな測定はできると思います。横から覗く必要があるので普通の光学顕微鏡では難しいかもしれません。

Qてんぷら油ろうそくの”すす”

いろんなサイトを見て自分でやってみたのですが、ススの発生が気になります。ススのでにくい方法をご存知の方からの意見よろしくおねがいいたします。
使った物
日清キャノーラ由90ccに対して凝固剤を6g
芯は1mmφのタコ糸2本をねじって戻してこより状にしたもの
やり方
油を80度くらいまで熱して凝固剤を投入・攪拌
紙コップの型に流し込み芯を入れて自然放置
以上です、宜しくお願い致します

Aベストアンサー

空気量が少ないので不完全燃焼していると思います
パラフィン蝋は純度が高いアルカンなのでほ燃焼温度が高くとんど煤が出ません
つまり完全燃焼するのです
炎が明るい黄色(高温)

食油は不純物が多いので燃焼温度が低く不完全燃焼しやすいです
炎が赤い(低温)
少しでも燃焼温度を上げる方法
中空の芯を使って蝋燭の下から炎の中に空気を供給するようにしてください
3mmくらいの太さの棒に芯を巻きつけて蝋で固めると中空のパイプのようなものが出来ます
これを芯にします
灯すときは下の穴を塞がないようにしてください

Q毛細管現象

毛細管現象について質問です。水にガラス棒をつけるとあるところまで毛細管現象で上昇し、液面が凹状になると思います。もし上昇しきるまでいかない短いガラス棒でやった場合は液面はどうなるのでしょうか?またどうしてそうなるのでしょうか?力の釣り合いでいうとどうですか?

Aベストアンサー

>液面の形状と力の釣り合いを教えて下さい

 それでしたら、次の参考URLのページ等に公式が掲載されています。

【参考URL】
 毛細管現象 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%9B%E7%B4%B0%E7%AE%A1%E7%8F%BE%E8%B1%A1


h=2×T×cosθ÷(ρ×g×r)

但し、h:液面の上昇高さ[m],T:表面張力[N/m],θ:接触角,ρ:液体の密度[kg/m³],g:重力加速度[m/s²],r:管の内半径[m]

との事です。
 念のために述べておきますと、接触角とは液面と管の内面がなす角度の事です。
 温度や使用する液体、使用する管が変わらなければ、T、ρ、gは、ほぼ一定の値ですので、管の内径が細いほど、接触角θの値が小さいほど、液面は高くまで上がる事になります。
 そして、管の内径が高さに拠らず一定であれば、接触角が0度に近いほど、即ち、液面が管の内壁に平行に近づくほど、液面は高くまで上昇しやすくなりますから、液面は管壁に近くなるほど鉛直方向に立ち上がるのに対し、管の中央部分における液面は水平のままなのですから、管の内径が十分に細ければ、液面は細長いU字形(V字形?)になる訳です。

>液面の形状と力の釣り合いを教えて下さい

 それでしたら、次の参考URLのページ等に公式が掲載されています。

【参考URL】
 毛細管現象 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%9B%E7%B4%B0%E7%AE%A1%E7%8F%BE%E8%B1%A1


h=2×T×cosθ÷(ρ×g×r)

但し、h:液面の上昇高さ[m],T:表面張力[N/m],θ:接触角,ρ:液体の密度[kg/m³],g:重力加速度[m/s²],r:管の内半径[m]

との事です。
 念のために述べておきますと、接触角とは液面と管の内面がなす角度の事です。
 温度や使用する液体、使用...続きを読む

Q電圧形と電流形インバータについて

電圧形インバータと電流形インバータについて勉強してるのですが、
電流形と比べて、電圧形の方が電流の変化を速くできるのはなぜでしょうか?
これは電圧形の平滑コンデンサ、電流形の平滑リアクタンスの性質で影響がでて速度が変わってしまうのでしょうか?

大雑把な質問になってしまいましたが、ご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「サーボモータに流れる電流の変化がトルク応答を決める。」
この記述は正確といって良いでしょう。
問題は、
「電流の変化をできるだけ速く」
というのが、どういう条件での電流の変化か、というところでしょう。

例えば、ある回転数で回しているときに負荷が急変し、その負荷変動に応じたトルク変動がどうなるか、という場合には、電流が負荷条件で決まる電圧型インバータのほうがトルク応答は良い(負荷変動に応じて素早くトルクが変化する)でしょう。
電流型だと変換器の制御を行う必要があるので、応答はどうしてもおくれるかと思います。

これに対して、モータのトルクをインバータから制御するような場合には電圧型だと電流制御のループが必要になって、その応答が問題になってきます。
これに対して、電流型だとオープンループで電流を制御可能で変換器の制御特性だけで電流の変化速度が決まります。


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