ポンプの不思議

吸い上げ式のポンプが10メートル以上の井戸で使えないのはなぜですか？なんで10メートル以上なんですか？

No.4 ベストアンサー 回答者： feeder 回答日時： 2005/06/28 22:47

実際には「最大で約10メートル」です。

吸い上げ式のポンプがパイプで井戸とつながっている図を想像してください。

ポンプが作動を始めると最初はパイプの中の空気が吸い出されます。
パイプの中の気圧が低下すると井戸から水が吸い上がって来ます。これはストローでコップの水を飲むのと全く同じです。

実はこの時パイプの中を水が上がって来るのはパイプの中から吸っているのでは無く、周りの水は空気に押されているがパイプの中だけが空気に抑えられていない、と言いかえる事が出来ます。

そうすると、パイプの中の空気を完全に抜いて真空にしたとすると、パイプ部分以外の水面を押す空気の圧力(大気圧)と釣り合うだけの重さの水がパイプの中に上がります。それが約10メートルなのです。

大雑把に言えば、大気圧は1気圧で1平方センチメートル辺り1Kgの力が加わっています。水は1立方センチメートル辺り1グラムですので、1Kg(1000グラム)の水は1000立方センチメートルとなり、1センチX1センチX1000センチ(=10メートルです)となります。

No.3 回答者： noname#12001 回答日時： 2005/06/28 22:28

水高１０ｍということは標準気圧であれば

大気圧そのものですから、完全真空ですよね。
水の重さの定義と、ｍという長さの単位を
ゆっくり思い出してください。
吸い上げ式のポンプは当然相手が
水でしょうから、その蒸気圧もありますが、
絶対真空にちかい圧力下では、
大気圧ではできない、いろんなことができます。
クライオスポンプとかを考案したりして
みんな大変な金と時間をかけて
チャレンジしています。
たかだか１０ｍです。そのなかに
全て（何もないという）がつまっています。
新しいポンプ発明してください。

No.2 回答者： AUGQX-MAN 回答日時： 2005/06/28 22:28

気圧のせいです。

ポンプで水を吸い上げる原理は
パイプの中の空気が薄くなって水が周りの気圧
によって押し上げられるからです。

１０ｍ以上水を吸い込めないのは、上がった水
の重さと気圧のパワーのバランスが均衡になって
しまい、それ以上上がらないからです。

No.1 回答者： haukappu 回答日時： 2005/06/28 22:24

簡単に言うと吸い上げポンプは、大気圧で押してもらっています。

大気圧は10m分の力しかありません。
よって、それ以上を吸い上げる力はありません。