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すいません。ふとした疑問なのですが、
なぜクーラーや冷蔵庫・冷凍庫は、電気によってものを冷やしたり気温を下げる事ができるのでしょぅか?冷却の「しくみ」について、物理がニガテだった文系の私にも分かるように説明してください。

私の米粒程度の知識では、エネルギーは増えも減りもしないから、例えば30度の室温を25度に減らしたら、その5度分のエネルギーは何か別のエネルギーに変換されなきゃいけないわけで、・・・とか考えてアタマが混乱しています。電化製品は電気で動いているから、電気エネルギーによってモノを「温める」ことができるのはうなづけますが、その逆の反応の「冷却する」ことができるのはなぜなんでしょうか?
平易にお願いいたします・・・。

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A 回答 (13件中1~10件)

冷蔵庫もクーラーも原理は同じですね。

液体が気体になる時に気化熱を奪います。水を庭に撒くと、液体の水が蒸発して気体になる時、周囲(地面や植物)などから熱を奪います。この奪う熱のことを気化熱といいます。打ち水を撒くと涼しくなるのはこのためです。
冷蔵庫やクーラーの場合は、水と異なる熱伝導率がよく、常温で気化・液化をしやすい液体(冷媒といいます)を使います。これは繰り返し、冷媒の液体を気化させたり、液体に戻したりすることを効率的に行えるようにするためです。

冷却するところで気化させ、気化した気体の冷媒のとおるパイプ(それを埋めた冷蔵庫の外壁)を空気に曝して冷やし、多少冷えた気体を圧縮ポンプで圧縮して液体に戻し、冷却部分に戻します。クーラーの場合室外機でファンを回して強制空冷します。液化した冷媒をクーラーに戻してやりそこで気化させます。冷却器では、異種金属を張り合わせたところに電流を流すと、異種金属の間に温度差Δが発生する現象を利用して、高い温度の方で冷媒を接触させ気化させて温度を奪います。低い方の金属面はΔだけ更に低くなりなすので、冷媒が気化すればするほど温度が下がっていきます。その温度の低い方の金属面に送風して冷えた空気(冷気)を冷蔵庫の庫内やクラーのファンで室内に巡回させます。

以上が冷蔵庫やクーラーの原理です。
昔は冷媒にフロンが使われていましたが、冷蔵庫やクーラーが廃棄される時フロンが大気中に放出され、地球温暖化を加速するということで、フロンにかわる色々な代替冷媒が使われるようになっています。

参考URL:http://www.t-hoan.or.jp/060_safety/060-60_katei/ …
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クーラーは単純にいえば部屋の中の熱を部屋の外に移動しているだけです。


したがって室内の温度が5度下がれば室外の温度は5度上がるのです。
暖房はこれの逆を行っておりヒーターで温度を上げているわけではありません。
温度移動の仲立ちをしている冷媒ガスの圧縮・膨張を行ってるのが電気です。

ちなみに最近はガス暖房が流行です。ガスを燃やすことによって冷房を行います。
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あなたの疑問のとおり


冷蔵庫、クーラーは使った電気分だけ地球を暖めているのですよ。
冷えるのは部屋の中だけで熱は外に逃しています。
内外の熱は同値ですが使った電気が熱になった分
だけ地球は暑くなります。
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おいらも挑戦。



要するに電気のしていることはフロンガスを圧縮したり膨張したりすることだけです。

気体が圧縮すると温度が上がり、膨張すると温度が下がります。

たったそれだけのこと。実際にはそれをもっと効率よくするためにフロンをつかって気化熱を利用しているんだけどそこまでは考えなくてもいいです。
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 雨に濡れた服をそのまま着ていると、体が冷えて風邪をひきますよね。

水が蒸発するときに体の熱を奪うからです。冷蔵庫やエアコンも蒸発を使って冷却する、熱を移動させます。
 パイプの中に蒸発しやすい液体、冷媒を入れます。オゾン層破壊で問題になったフロンや代替フロンなどです。冷蔵庫の中で冷媒が蒸発するときにまわりの熱を奪うから、冷蔵庫の中が冷えます。気体になった冷媒に、コンプレッサーで圧力をかけて液化装置に送ります。液化装置を流れている間に、冷媒は熱を外に出してして液体に戻ります。これを電気の力で繰り返して冷却します。
 冷媒が出した熱は冷蔵庫なら室内に、エアコンなら室外械で家の外に出します。
 この説明どうですか?
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電気によってと言う表現は半分当たりで、半分は不正解です。



冷媒を利用しているエアコン・冷蔵庫はヒートポンプと呼ばれます。CMでもガスヒーポンとか言っていますね。
冷蔵庫内に温かい缶ビールを入れてスタートします。
暖かい缶ビール→冷蔵庫のめちゃくちゃ冷たい冷媒を暖める。→暖められた冷媒は戻っていき、さらに圧縮します。→温度が上昇して外気よりも暖かくなります。→そうすると30度とかの外気でも冷媒を冷やすことができます。→温度が下がった(圧力は高い)冷媒の圧力を下げます。→すると温度はさらに低下して、気温よりもものすごく冷たい冷媒ができます。→
この冷たくなった冷媒を冷蔵庫やエアコンに持っていくと。周囲の温度の方が高いので熱を吸収します。
つまり冷蔵庫の缶ビールは冷えるのです。

このヒートサイクルの圧縮をするためにコンプレッサーを駆動しているのが、電気です。
今回のご質問は上記のヒートポンプの原理です。

おまけ
半分あたりなのは、ペルチェ効果を利用した冷却は電気しか使わないからです。
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補足です、昇華熱ではなく気化熱です。

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高圧の液体が急激に蒸発する場合に奪う昇華熱というのがあります。

カセットコンロで鍋をしているとガスボンベがとても冷たくなりますが、これはボンベ内の液化ガスが気化する時に、昇華熱を奪っているためです。エアコンの中には高圧で液状、圧力が下がると気体という物質が液体になったり気体になったりしながらぐるぐる廻っています。それが一方で熱を奪い(冷やす)一方で熱を放出(室外機熱いでしょ?)しているのです。冬は逆方向に廻り、暖房もできます。エアコンの消費電力のほとんどはこのガスを循環させるためのコンプレッサーの消費電力です。
家庭用にはありませんが業務用のガスヒーポンというのはこのコンプレッサーを回すのを都市ガスやLPガスを燃料としたエンジンで行っているものです。このほかにも軽油や灯油を燃料としているものもあります。
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 補足ですが、新冷媒はオゾンを破壊しないそうです。


ただ地球の温暖化にはつながります。
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室外機ってありますよね


あれは、ちょっと強引な言い方をすれば、室外機もエアコンなんです

つまり5度下げたエネルギーは室外機によって放出されます

フロンガスというガスが環境の問題になっていますが、フロンガスのような気化(蒸発)しやすい触媒(物質)をつかって冷却しています


物質が気化するときに熱エネルギーを奪うという性質があります

汗をかいたあとに、汗が蒸発して涼しくなる っていう原理は分かりますよね。

冷たい水のコップの周りに水滴が付くのは、コップの周りの水分(湿気)の熱を奪うから水にもどってコップに付くのです

気化させた触媒を再び液体に戻すには
室外機では冷えた水を使うかわりに、圧縮しています
スプレー缶って、中に液体入っていますよね、あれは高圧力で圧縮されているから、缶の中では液体でいられるのです



1.室内機で気化させて、室内の熱エネルギーを奪う(冷える)
2.室外機で圧縮して液体に戻す(室外機から吐き出される空気は暖かい)

の繰り返しで室内の温度を下げています

冷蔵庫も基本的には同じ原理です
冷蔵庫の裏の特に下あたりを触ってみてください。あったかいと思います


エアコンで暖房の時はこの逆をしていますので、極端に寒い地域ではエアコンは役に立ちません
新潟県中越地震の仮設住宅にエアコンを設置しましたが、外があまりにも寒くてエアコンの暖房が役に立たなかったという話は有名です
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Qペルチェ素子で冷却したいのですが・・・・

30cm四方ほどのアルミ板の表面を-60℃~-70℃ぐらいに
冷却したいのですが、ペルチェ素子で冷却するのは
可能でしょうか?

また可能とすれば、そのようなぺルチェ素子を安く購入できる
方法がもしありましたら教えて頂きたいのですが・・・

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ペルチエ素子の最初の利用はコンピュウタ-の内部の空気冷却に使用されたが冷却効果がよいので内部の機器に水滴がつくので利用されなくなりましたが、その後、コンピュウタ-の機器類も常温で使用してもトラブルも無くなり最近脚光を浴びていると聞いています。
私が知っている限り現在ぺルチェ素子を使用されている品物は電気式のク-ラ-ボックスとか精米機等に使用しているようです。
-60℃~-70℃に冷却可能か如何かについては電流値(電圧)と冷却効果のグラフが手元に無いのでうろ覚えで申し訳ないのですが可能かも知れません。
日本のぺルチェ素子で最先端の研究をしているのは松下電器(冷蔵庫等への応用)と言われていますので私も資料を請求(返信用の切手同封)しましたが返信無しで相手にして貰えませんでした。
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もう一つの方法は50代から60代のの工学部電気の教授及び工学部を卒業された人なら必ず知っているはずなので、そのような人に聞かれたらよいかと思います。
品物は日本では製造されてなく台湾で製作されていると聞いています。
価格は規格品なら数千円ですが規格から外れると何十万とするそうです。
ちなみに私は苦労してインタ-ネットで検索して探しましたが確か秋葉原の電気店のホ-ムぺ-ジで資料をダウンロ-ドをした事を覚えています。
tosainuの御役に立てなくて申し訳ないのですが私の知っていることはこのぐらいです。

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Q冷凍機の仕組み

冷凍倉庫会社に勤めてます。今さらどういう仕組みで倉庫内がマイナス20度になるのですか?って聞きにくいもので、コンプレッサー、クーラー、クーリングタワーなどのどのようなつながりで倉庫内が冷えるのか教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

下URLはエアコンの例ですが、冷凍機もおおよそこのような感じです。冷凍機はエバポレータがケースに入っており霜取りをする機能がついています。またエアコンにある四方弁はありません。(暖房と冷房の切り替えの部品)

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参考URL:http://national.jp/mapps/general/aircon/30101.html

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

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Q冷凍機 「冷凍能力」と「熱交換器の温度差」の関係

冷凍機 「冷凍能力」と「熱交換器の温度差」の関係

現在冷凍機について勉強中で、文献を読む中で冷凍能力(Cooling Power)と、高温側の熱交換器と低温側の熱交換器との温度差(Temperature Span)との相関について述べられていました。
温度差が大きいとき冷凍能力は小さくなり、逆に温度差が小さいときには冷凍能力が大きくなるようです。
この部分がよく理解できません。どおなたか詳しい方がおられたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 高温側の熱交換器の事を(冷媒を凝縮させる装置である事から)凝縮器、低温温側の熱交換器の事を(冷媒を蒸発させる装置である事から)蒸発器と呼びます。
 凝縮器の温度が高く、蒸発器の温度が低い程、温度差は大きくなります。
 そして、凝縮器の温度が高い程、冷媒の膨張前温度は高くなり、蒸発器の温度が低い程、冷媒の蒸発器出口温度は低くなります。
 モリエル線図(p-h線図)に冷凍サイクルを描く時の事を考えてみて下さい。
 膨張弁やキャピラリー(毛細管)による膨張は自由膨張に近いため、エンタルピー変化は無いものと見做しますから、冷凍サイクル中の膨張行程を表す線は、垂直の直線になります。
 膨張行程は極めて短時間の内に行われますから、膨張行程が行われている間に、冷媒と外部との間で熱が移動する時間が無いため、膨張行程中には熱の出入りは無いものと見做せますし、液体は、熱の出入りが無ければ、圧力が変化しても温度やエンタルピーは変わりませんから、冷凍サイクル中の膨張行程を表す線は、飽和液線上の膨張前温度を表す点(等温線と飽和液線の交点)を通ります。
 圧力が高い程、冷媒が蒸発する温度は高くなりますから、飽和液線上の温度は圧力が高い程高くなり、飽和液線は右上がりに傾いていますから、膨張前温度が高い程、膨張行程におけるエンタルピーは大きくなります。
 一方、蒸発器内の圧力は、蒸発器内の何処でも殆ど同じですから、冷凍サイクル中の蒸発行程を表す線は、水平の直線になります。
 冷凍機の圧縮機(コンプレッサー)が液体を吸い込むと、圧縮機が損傷してしまいますから、蒸発器出口において冷媒は完全に気化していなければなりません。
 そのため、蒸発行程のラインの右端は、必ず乾き飽和蒸気線よりも右側の、乾き蒸気の領域に突き出ていなければなりません。(乾き飽和蒸気線よりも左側の状態では液相が含まれている)
 気体は、臨界圧力よりも充分に低い圧力の下では、その振る舞いが理想気体に近くなり、理想気体のエンタルピーは圧力に関わらず、温度にのみに比例しますから、蒸発器出口温度が低い程、冷媒のエンタルピーも小さくなります。
 凝縮器出口における冷媒温度を高くすると、膨張前温度も高くなって、膨張行程におけるエンタルピーが大きくなり、その一方で蒸発器出口温度を低くすると、蒸発器出口におけるエンタルピーが小さくなるのですから、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくする程、蒸発行程を表すラインの長さは短くなります。
 蒸発行程を表すラインの両端におけるエンタルピーの差は、即ち単位質量の冷媒が蒸発器内で吸収する熱エネルギーの量の事ですから、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくする程、単位質量の冷媒が蒸発器内で吸収する熱量は少なくなります。
 単位質量の冷媒が吸収する熱量が少なくても、循環する冷媒の量が多ければ、冷凍能力を大きくする事は可能な様に思えるかも知れません。
 この場合は冷凍機が消費する電力が一定の場合を考えている訳ですから、圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事が少なくて済む程、より多くの冷媒を循環させる事が出来ます。
 圧縮行程は断熱過程であるため、等エントロピー曲線に沿って、左下から右上がりに進みます。
 圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事は、圧縮行程を表すラインの両端におけるエンタルピーの差になりますから、圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事を少なくするためには、凝縮器内の圧力を低くすると良い事になります。
 しかし、圧力を低くし過ぎて、凝縮器内の圧力に等しい圧力下における冷媒の蒸発温度が、凝縮器内の温度よりも低くなってしまいますと、冷媒は液化せず、蒸発潜熱を利用する事が出来なくなります。
 凝縮器の温度をあまり下げる事は出来ませんから、結局、冷媒の循環量をあまり増やす事は出来ません。
 結果、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくすると、冷媒が吸収する熱量が少なくなる事による影響が上回り、冷凍能力が小さくなります。
 逆に、凝縮器と蒸発器の温度差を小さくすると、冷凍能力が大きくなります。

 高温側の熱交換器の事を(冷媒を凝縮させる装置である事から)凝縮器、低温温側の熱交換器の事を(冷媒を蒸発させる装置である事から)蒸発器と呼びます。
 凝縮器の温度が高く、蒸発器の温度が低い程、温度差は大きくなります。
 そして、凝縮器の温度が高い程、冷媒の膨張前温度は高くなり、蒸発器の温度が低い程、冷媒の蒸発器出口温度は低くなります。
 モリエル線図(p-h線図)に冷凍サイクルを描く時の事を考えてみて下さい。
 膨張弁やキャピラリー(毛細管)による膨張は自由膨張に近いため、エ...続きを読む

Q単相と3相の違い

単相交流と3相交流の違いが知りたいです。
あと3層交流をモーターにつないだとき青と赤を
入れ替えると逆回転しますがどのような理屈になるのでしょうか?
白はは真ん中と決まっているのでしょうか?

Aベストアンサー

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
つまり、単相では、どちらかの方向に“起動トルク”を与えれば、回転方向が決まります。

三相は、それぞれ120度の位相差を持った“単相”を三つ重ねたものです。
この特徴は“回転磁界”を伴う事です。最初から回転する特性を持っていますので、起動トルクを加える必要がありません。
3本の電線なら、その2本を入れ替える事で、“位相差”が逆になります。
そうなると、“回転磁界”も反転する事になります。

以上の説明は、図に描かないと非常に理解し難いものなのです。
できれば書店で電気の“交流理論”に関する参考書をお求めください。
それを学ばれてから、今一度理解できないところをお尋ねいただいた方が良いと思います。

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
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Qエアコンの膨張弁について

すいません、質問です。

エアコンにおいて、膨張弁で、凝縮器から出た高温・高圧の液冷媒を蒸発しやすい状態に減圧し、蒸発器内部への最適流量を制御する。

というのは分かるのですが...どのような原理で冷媒を膨張させているのでしょうか?

この、膨張させる仕組みが分かりません。

圧縮機を使うことで、気体を高圧にする仕組みは分かるのですが。

どなたか教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「どのような原理で冷媒を膨張させている」かといわれても、何と答えていいのか。

ただ単に小さい穴が開いているだけで、一端が圧縮機側で高圧、もう一端が蒸発器側で低圧になっているから、冷媒は穴を通って高圧側から低圧側へ移動して、低圧だから当然一部気化して霧状に膨張し、さらに蒸発器で気化して、気化熱を奪う。。膨張弁で低圧を作っているわけではありません。蒸発器は圧縮機への流入側だから、当然圧縮機の流出側(膨張弁側)より低圧になっている。というだけの話です。
「液冷媒を蒸発しやすい状態に減圧し」というような説明だけど、高圧・高温の「液」が低圧・低温の「液」に膨張するという話はありません。「液」は少しくらいの圧力の変化で膨張・収縮はしません。膨張弁を通った直後も気化熱を奪うから低温になり、液を全部蒸発させるだけの気化熱が間に合わないから、低温の液が残る。それを蒸発器で蒸発させて更に気化熱を奪って冷却させるのです。

ただ、これだけでは、エアコンのシステムとしては不備があるので、膨張弁出口の温度を検知するなどして、弁の開度(穴の大きさ)を調節できるようになっています。

「どのような原理で冷媒を膨張させている」かといわれても、何と答えていいのか。

ただ単に小さい穴が開いているだけで、一端が圧縮機側で高圧、もう一端が蒸発器側で低圧になっているから、冷媒は穴を通って高圧側から低圧側へ移動して、低圧だから当然一部気化して霧状に膨張し、さらに蒸発器で気化して、気化熱を奪う。。膨張弁で低圧を作っているわけではありません。蒸発器は圧縮機への流入側だから、当然圧縮機の流出側(膨張弁側)より低圧になっている。というだけの話です。
「液冷媒を蒸発しやすい状態に...続きを読む

Q『更迭』と『罷免』の意味

皆様、こんにちは。

最近何かとよく耳にする『更迭』と『罷免』ですが、意味が同じように思えてなりません。(他にも『解任』などもあったりして)

どちらも、『人を辞めさす』という意味で間違いないと思いますが。
gooの国語辞典で調べると、『罷免』は単に辞めさす事。
『更迭』は他の人に変える事とでてきます。
だとしたら、『更迭』の用法としては『○○を△△に更迭する』という形となると思うのですが、新聞やTVなどメディアでは『○○を更迭』と使っている気がします。
これは単にメディアがきちんとした使い方をしていないという事なのでしょうか?

なんだかうまくまとまりませんが、『更迭』と『罷免』について分かりやすい用法や明確な違いをご存知の方がいらっしゃれば是非教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

罷免--免職と同じで、辞めさせる事. **を罷免する。はやくいえば首
解任---任を解く  課長の任、地位を解く。**さんを解任するはその人の任(地位)を解くで、**さんを辞めさせるという事ではない。結果的には首もあるでしょう.
更迭---人を変える。**を更迭する。--に***を更迭でもいいし、**を更迭するでも、どこへ行こうが更迭をされる事実がわかれば、いいのだから、**を更迭でもかまわいと思います.地位を下げられる人もあり.

Qエアコンが空気を冷やす仕組みは?

どのカテゴリになるのかわからないので、理系全般に質問してみます。
エアコンが空気を冷やす仕組みはどうなっているのですか?
ふと疑問に思ったので教えて下さい。

Aベストアンサー

 
  参照URLは、冷蔵庫の冷却原理ですが、説明文にもあるように、クーラーも同じ原理です。また、参照ページでは、初期18世紀半ばには、「水」を冷媒とした製氷器(一種の冷蔵庫・冷凍装置です)があったとされます。
 
  しかし、仰られるように、水だと常温で気化しないため、19世紀には、液化温度の低い(常温近く)のエーテルやアンモニアが冷媒として使用されたことになります。冷媒としてフロンが、20世紀初めには使用されています。
 
  フロンは、実は色々種類があって、分類表を見ていると、何百も種類があるような感じにも思えます(実際は、実用されていたのはその一部で、オゾンの破壊効果が弱く、分解し易い、従来使われていなかったフロン類の気体を、「代替フロン」として使ったというのが、代替フロンの実態です)。
 
  フロンが冷媒として何故好都合であったかというと、丁度、「燃えない油PCB」が重宝されたのとよく似た理由です。PCBは、その猛毒性が発見されるまで、「奇跡の滑潤油」として重宝されました。普通の植物性油にしても、鉱物性油にしても、潤滑油として理想的に思えても、困ったことに、何度も使っているうちに、化学変化を起こし劣化するという性質と、また、熱に弱く、熱変化を起こしたり、燃えてしまうという性質を持っていました。PCBが重宝されたのは、こういう欠点をカバーしたからです。
 
  つまり、幾ら使ってもPCBは他の物質と化合せず、従って変質せず、しかも熱にも強く、熱をかけても物性があまり変わらず、「燃えない」ということが理想的な潤滑油の条件を満たしたのです。
 
  フロンもよく似ていて、エーテルやアンモニアだと、何回も圧縮したり、急速に気化させたり、熱を加えたり、熱を奪ったりしていると、気体が劣化して行きます。劣化というのは、それらの冷媒を入れているパイプの材料などと化学変化を起こし、質が変化して来るのです。パイプや冷却室、圧縮室も劣化して行きます。
 
  ところが、フロンは非常に安定した化合物で、幾度圧縮や冷却や気化や加熱を繰り返しても、他の物質と反応せず、パイプも劣化しないし、フロンも劣化しないのです。そこで、理想の冷媒だと考えられ、大いに利用されたのです。
 
  しかし、PCBが、人体に激しい毒性を持つことが分かり、廃棄処分にしようとしたのですが、元々燃えない油なので、燃やすこともできず、反応しない油なので、何かと化合させて無害にして廃棄することも難しくで、処分に困ったのです。
 
  フロンもこれと同じで、オゾンを破壊するので、使用しない方がよいとなったのですが、すでに使われているフロンは、これを吸収したり、これと化合させて処理し易くするような物質があまり見あたらないので、古い冷蔵庫などを壊すと、中のフロンを処理することができないので、そのままフロンは、大気中に放出されてしまうのです。
 
  丈夫で、安定で不活性で、常温で簡単に液体になり、しかも、幾ら圧縮や膨張、加熱などを繰り返しても、フロンは劣化しないので、理想の冷媒だたのですが、そのことは逆に、フロンを処分することが、もの凄く難しいことにもなったのです。
 
  余計なPCBの話までしましたが、水だと、パイプをどんなに錆びないものにしても、圧縮、膨張、加熱、冷却を繰り返すと、水自身が腐食性を持ち、やがて、劣化して行きます。また水では、常温で気体にならないので、冷媒として効率が悪いのです。
 
  参照URLで、半導体を使った冷却装置というものに触れていますが、これが、多分、ペルチェ効果を使った冷却装置です。
 
  >参照URL
  >http://www.tdk.co.jp/tjdaa01/daa00451.htm
 
  参照ページの下の図は、コンプレッサが、気体フロンを圧縮し、コンデンサ部分で、大気によって空冷で冷やして、冷たい(常温の)液体フロンにします。これを、エヴァポレータのなかの、非常に圧力の小さい空間に一気に放出すると、よく冷えて圧縮された高密度の液体フロンは、非常に効率よく気化し、その時、エバポレータを通して、周りの温度を冷却するのです(気化熱として熱を奪うのです)。すると、エヴァポレータのまわりは、冷却されます。熱を回りから吸って、常温気体状態になったフロンは、また、コンプレッサで圧縮され……と、こういう過程が果てしなく続いて行きます。
 
  この場合、単に「気化熱」で熱を奪うというより、圧縮しておいて冷却し、これを低圧の、真空のような状態の気化室(エヴァポレータ)で、一気に噴出させ、容積を増大させ、この勢いで、非常に効率よく、気化熱を奪うのです。この強制圧縮と強制圧力解除がないと、ただの普通の気化熱だけだと、効率があまりよくないのです。エアコンも同じ原理です。
   

参考URL:http://www.tdk.co.jp/tjdaa01/daa00451.htm

 
  参照URLは、冷蔵庫の冷却原理ですが、説明文にもあるように、クーラーも同じ原理です。また、参照ページでは、初期18世紀半ばには、「水」を冷媒とした製氷器(一種の冷蔵庫・冷凍装置です)があったとされます。
 
  しかし、仰られるように、水だと常温で気化しないため、19世紀には、液化温度の低い(常温近く)のエーテルやアンモニアが冷媒として使用されたことになります。冷媒としてフロンが、20世紀初めには使用されています。
 
  フロンは、実は色々種類があって、分類表を...続きを読む

Q水が凍ると体積が増します、なぜ?

通常、金属などの場合、液体が固体になると、分子の活動が停止してくるとのことで、体積は減ると思うのですが、水はなぜでしょうか?
それて、水は気化すると、やはり体積が増しますよね。

Aベストアンサー

 こんにちは。

 物質の体積が小さくなるのは、分子と分子の間が小さくなるからです。通常の物質はどんどんちいさくなるので、体積が小さくなり、固体になる際にくっつくくらいに整然と並んで固まるので、体積が小さくなります。

 ところが水は、氷になる際に、整然とならぶというより、隙間をあけて並ぶようになります。正四面体(ピラミッド型)の形に並ぶわけです。なぜそのようになるかというと水素結合の特長によるものです。

 したがって水も温度がさがると、だんだん分子間がちかくなりますが、5℃くらいから隙間を空けて固まり始めます。そして4℃のときに、分子間が近くなるのと、隙間をあけて構造化が始まるのとがちょうど相殺されて、一番体積が小さくなります。それ以後は、隙間を空けた構造の効果が大きくなり、全部が氷になったころには体積が4℃よりはおおきくなるわけです。

Q単相モーターと三相モーターの違い。その利点と欠点。を教えてください。

位相の数が違う。といってもその「位相」って言葉から複雑怪奇。バカにでも理解できるようにわかりやすい言葉で教えてください。
単相と三相の利点と欠点。使い分け方。マメ知識なんぞ教えてください。
恥ずかしくて誰にも聞けないんです。

Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp


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