蒸気機関(車)では、膨張比(締切比)から、蒸気の排出温度,圧力が求められるそうですが、膨張比とは、どの体積の比を意味し、その値はどの程度なのでしょうか?よかったら誰か教えてください。

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A 回答 (1件)

間違ってるかもしれませんが。


機関車を例に取ると蒸気機関の膨張比は、シリンダーに送気されている間は、蒸気圧力、温度ともに一定ですよね?
そこで、シリンダー行程の途中で蒸気の送気をやめると、
残ったシリンダー行程は、シリンダーに入っていた蒸気が膨張して、シリンダーを押します。このときの送気をやめたときのシリンダーの堆積を全行程のシリンダー体積で割ったのが、締め切り比(膨張比)・・・。だったと思います(←この締め切り比の定義は自信なし。)
そこで、蒸気の排出温度、圧力は、計算によって求まります。簡単に言うと、最初持っていた圧力、温度の関数でエンタルピーを求め、それを仕事した分を差し引いて、(膨張させて)残ったエンタルピ-が求められます。ここで、
エンタルピーは温度、圧力の関数として、求められていますので、膨張後の体積から温度、圧力が求まります。
計算式は忘れてしまいましたが、水のp-v曲線
(ボイラー等の専門書にあります)から求める方が簡単と思います。
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Qラメラ構造とシリンダー構造のピークについて

X線散乱で、ラメラ構造は1:2:3の位置に、シリンダー構造は1:3^(1/2):2の位置にピークがでますが、なぜこの位置にピークがでるのでしょうか。

Aベストアンサー

小角の話でしょうか?

ラメラは1次元の積層ですから、ラメラの積層方向にブラッグの式

2d sinθ = nλ

にしたがって小角ピークが出ます。小角ではおよそsinθ~θと近似できますので、ブラッグの式を少しいじって

(2sinθ)/λ ~ 2θ/λ ~ n/d

となり、n=1,2,3,・・・に対応して1:2:3の位置にピークが観測されます。

シリンダーの方は、おそらく、各シリンダーが六方で並んでいるのでしょう。
この場合は二次元六方晶と同じ配列ですから、シリンダーの軸と垂直方向に二次元六方晶と同じピークが観測されます。
したがって、観察される回折線は面間隔の大きい方から(100)、(110)・・・となり、それぞれの面間隔dは六方の格子定数をaとして、d(100)=(√3/2)a、d(110)=a/2ですからその比はd(100):d(110)=√3:1。
散乱ピークの位置は上に書いたとおりdの逆数に比例しますから、ピーク位置の比は[1/d(100)]:[1/d(110)]=(1/√3):1=1:√3。

d(100)の二次が1次の倍の位置に出ますので、それも入れると1:√3:2になります。

多分こんなことだと思いますが・・・・・

小角の話でしょうか?

ラメラは1次元の積層ですから、ラメラの積層方向にブラッグの式

2d sinθ = nλ

にしたがって小角ピークが出ます。小角ではおよそsinθ~θと近似できますので、ブラッグの式を少しいじって

(2sinθ)/λ ~ 2θ/λ ~ n/d

となり、n=1,2,3,・・・に対応して1:2:3の位置にピークが観測されます。

シリンダーの方は、おそらく、各シリンダーが六方で並んでいるのでしょう。
この場合は二次元六方晶と同じ配列ですから、シリンダーの軸と垂直方向に二次元六方晶と同じピークが観測さ...続きを読む

Q熱力学(圧力と体積が比例して体積膨張)

いつもお世話になっています。
熱力学を独学で勉強していて、勝手に自分で考えているものなのですが、

初期温度・体積をそれぞれT、VとしてVを2Vへ体積膨張させます。
条件はタイトルの通り、圧力∝体積です。
変化後の温度、吸収した熱、仕事、内部エネルギーを考えています。

温度は簡単で、4Tと出ました。
仕事はpV=nRTより、仕事=4nRTと出ました。
問題は熱と内部エネルギーで、どうやって出せばいいのか分かりません。等温変化や断熱変化と違って、W=Qや、Q=0のような条件がないので、機械的にやろうとすると手が止まってしまいました。
分かる方教えていただけないでしょうか。
お願い致します。

Aベストアンサー

#5です。

#5で「経路が示されていない」とかきましたが誤りです。
申し訳ありません。
2p、2Vにばかり目が行っていました。
p=kVで経路が指定されています。
p-Vグラフで直線になります。

W=∫[V→V']pdV=∫kVdV=(1/2)k[V'^2-V^2]
       =(1/2)(P'V'-PV) 
※p-Vグラフを書いて台形の面積を求めても構いません。

もしP’=2P,V’=2Vであれば W=(3/2)PV=(3/2)nRTです。(仕事は4nRTではありません。)

温度が4Tになりますから△U=nCv(3T)です。

この値を求める時にkの値は必要ありません。
初期状態が決まれば 圧力は体積に比例しているということと温度変化だけでQは決まります。
kの値は温度と体積の初期値から決まります。これは#3の御回答の中で示されている通りです。

Qマルシン旧SAAのシリンダーストップ

マルシンの旧SAAガスガンを、入手しました。
入手当時から、ハンマーの動きが変で、バラして清掃、潤滑油等を添加したのですが、今度は、ハンマーが動かなくなり、困っています。

色々、弄って調べたところ、シリンダーストップが下がらない為に、シリンダーが回らず、ハンマー操作が、出来ない様なのです。
実際、シリンダーストップのバネを取っ払い、干渉しない様にすると、問題なく操作できます。但し、シリンダーにロックがかからないので、ハーフコックにせずとも、シリンダーが回せてしまいます。

しかし、このマルシンSAAの構造、片面に部品を配置して、動きを確認しても、シリンダーストップが下がる様な要素が見当たりません。
当初は、ハンマー底部がシリンダーストップの尻に触れて、下げるのかとも思いましたが、私が見た限りでは、違う感じがしました。
この旧SAA、シリンダーストップは、どうしたら下がる仕組みなのでしょうか?それとも、何か部品が足りないのでしょうか。

Aベストアンサー

 こんばんは。
 あれからまたいろいろ考えてみたのですが、もうほかに考え付くものが無く、シリンダーストップの支点になるスクリューの取り付け忘れくらいしか思いつかなく、残念ながらギブするしかありません。

 寿命…、そうですね。当時のキャストは結構やわやわな素材が多かったので、もしかしたらそうかもしれませんね。

 手元に同じSAAがあればもう少し役に立つことが出来たかもしれませんが、なんにしてもお役に立たず申し訳ありませんでした。でも根っからのガン好きですので、久しぶりにガンのことであれこれ頭をひねる苦しみを(笑)味わえてある意味楽しかったです。

 ただよかったらここはこのまま締め切らずに置いておいてくれますか?もしこの先シューティング仲間やサバゲー仲間などにSAAの所有者がいれば、それをばらしてみてまたあれこれ考えて見たいと思います。

 またいつかお会いできれば(*^_^*)

Q圧力を5倍にしたら体積が1/2になった温度は何℃

下記問題が分からず困っていますどうかすぐ答えを教えていただくようお願いいたします。

圧力を1Paから5Paにしたら体積が1/2になった、温度は何℃になるか。ただし最初の状態では温度が27℃であった。

Aベストアンサー

No2です。
No1さんの回答に気付かなかったのですが、これは理想気体の話なのですか?単なる断熱圧縮ではこのようなことはありえないのですが、理想気体を1 Paから5 Paに加圧しつつ過熱して温度を上げたら体積がもとの1/2になっている、というのでしたら話は簡単です。
P1V=nRT1(P1=1 Pa, T1=300 K)...(1)
P2V'=nRT2(P2=5 Pa, V'=(1/2)V)...(2)
これより
V=nR*300...(1)'
(5/2)V=nR*T2...(2)'
(2)'を(1)で割って
5/2=T2/300
T2=750 K(477℃)

QMIWAのシリンダー

玄関のドアのMIWAのシリンダーだけを変えたいんですが
自分で調べた所をJNシリンダー、PRシリンダー、PXシリンダー、EXシリンダーなどがいいみたいですがどれがおすすめですか?
違いがわかりません。
それぞれの特徴でもあれば教えてください。

Aベストアンサー

 前のご質問でもお答えしたJanvierです。なんだか今日はすっかり美和ロツク社の宣伝担当者にでもなったみたいな気分です。同社の公式サイトから一部引用してご説明しますと・・・・。

●U9シリンダー
 回転式タンブラーとロッキングバーを組み合わせた同社独特の構造を採用したロータリーシリンダーで、理論鍵違い数は約1億5千万通りとか。同社では全自動でこのシリンダーを生産しているようで、そのため価格はやや抑え目ですが、その割には構造が明解で信頼性が高いと判断できます。ピッキングに対する性能も十分で、わたくしはこのシリンダーで十分だと推薦します。

●PRシリンダー
 U9シリンダーからさらに発展した2Wayロータリーシリンダーです。最大の特徴はキーに対して接触する面が異なるメインタンブラーとサイドタンブラーの二重構造となっている点、理論鍵違い数は1,000億通りもあるとされていますが、このあたりの超高性能シリンダーともなると、住宅用としてはあとはお好みでということでしょう。
 キーウェイ部分をすり鉢形状(畜光部品)にしてキーを差し込みやすくしたPR-Jタイプや、大きな樹脂製キーヘッドで扱いやすいキータイプもあるようです。

●JNシリンダー(リバーシブルピンシリンダー)
 キーに対して4方向から多数のピンタンブラーが接触するという、元々はスイス生まれのディンプルキー、つまり高性能ピンシリンダーです。理論鍵違い数は約172億通りとか。今流行のディンプルキーでしたらこちらでしょうか。ただ、かなり精密なので取扱いなどにはやや気を使います。

●ECシリンダー
 磁石の反発の原理を応用した同社独自のシリンダーで、以前は「電子ロック」だとか「電子キー」などと呼ばれていたものに、さらにピンタンブラーをも組み込んだ改良型です。理論鍵違い数は約5千万通りとなります。キザミがないキーというユニークさが面白いとお考えならお勧め出来ます。

 つまり、いろいろある同社のシリンダー、どれでも良くて、あとはお好みといったところでしょうか。お値段のこともありますしね。
 同社のPRをしついでに書きますと、シリンダーの交換や錠前の修理などのために同社ではSDと呼ばれる店の全国ネットを持っています。最寄りのSD店とご相談になってはいかがでしょうか。
http://www.miwa-lock.co.jp/SD/sdmap.htm

 前のご質問でもお答えしたJanvierです。なんだか今日はすっかり美和ロツク社の宣伝担当者にでもなったみたいな気分です。同社の公式サイトから一部引用してご説明しますと・・・・。

●U9シリンダー
 回転式タンブラーとロッキングバーを組み合わせた同社独特の構造を採用したロータリーシリンダーで、理論鍵違い数は約1億5千万通りとか。同社では全自動でこのシリンダーを生産しているようで、そのため価格はやや抑え目ですが、その割には構造が明解で信頼性が高いと判断できます。ピッキングに対する...続きを読む

Q蒸気機関車で使う蒸気について

蒸気機関車では、どれくらいの圧力、温度の蒸気を使い、仕事をした後、どれぐらいの圧力、温度の蒸気を排出しているのでしょうか。また低熱源の温度は何度ぐらいですか。教えてください。

Aベストアンサー

蒸気機関車で使われる蒸気は下記の本によると、ボイラ出力で200℃:16気圧ですが、これは飽和水蒸気のため、ほっとくとすぐに水に戻ってしまうので、過熱(スーパーヒーティング)により16気圧のまま400℃まで上げられます。 これを断熱膨張させれば膨張比(蒸気機関車では締切り比といいます)により、排出温度,圧力が求められます。 排出蒸気は燃料の排気を吐き出させるため、2気圧は残してあったと思います。

また、排出されたところは常温ですが蒸気はずっと熱いため、低熱源温度より背圧を考慮したほうがいいと思います。 なお、復水器を使えば常温でも背圧を0.1気圧まで下げられますが、高い膨張比と複雑な構造を必要とするので、蒸気機関車に使われることは稀です。

おすすめ本: ネコパブリッシング 日本の蒸気機関車 1800円 写真がかっこいいし、構造も歴史もバッチリわかる。

Qロータリーディスクシリンダーについて

住宅の鍵について調べています。

美和ロック以外のロータリーディスクシリンダーが見つかりません。
ロータリーディスクシリンダー(ディスクシリンダー)は美和ロック社独自の製品なのでしょうか?

また、今後日本の住宅ではロータリーディスクシリンダーからディンプルシリンダーと電子キーのどちらに移行しますか?その理由は?

Aベストアンサー

>ロータリーディスクシリンダー(ディスクシリンダー)は美和ロック社独自の製品なのでしょうか?
●はい、そうです。

>また、今後日本の住宅ではロータリーディスクシリンダーからディンプルシリンダーと電子キーのどちらに移行しますか?その理由は?
●MIWAはPRシリンダーに代表されるようにディンプルのように見えますが中身はロータリーディスクで、これがしばらくは主流で続くでしょう。
他社はディンプルキーシリンダーやウェーブキーシリンダーが同様にしばらくは主流で続くと思われます。
電子キー(ECキー)はあまりいいものではないので廃れるのみでしょうね。

Q水の膨張 水を凍らした時の膨張量、圧力を知りたい

水は凍らせば、約4℃以下で体積膨張する事は、調べてなんとなくわかりました。
では、密閉容器(絶対変形しない=容積一定)に水を空気の隙間もなくいれ、
凍らしたとき、容器に加わる圧力はどのように計算できますか?
また、0℃から、だんだん温度が下がっても、体積膨張は起こるのですか?
その際の圧力はどうなるのでしょうか?
もしくは凍らないのでしょうか?

まったく素人ですみませんが、教えてください。
自社製品の品質異常で困っております。

Aベストアンサー

約4℃の水について0℃に温度を下げていくと体積が膨張するわけですが、氷で膨張するのは固体に変わったからです。氷の状態で温度を下げると、収縮していきます。

圧力については、試みにこんな風に考えてみました。
いまネットで探ってみたら、氷の圧縮率が 1,8TPa-1 とありました。どれくらいまともな数字か確かめることができないのですが、まぁ感じくらいはあっていると信じることにして、この値を基にしてみます。

この圧縮率の意味は、100TPa の圧力をかけると、1.8% 体積が減るよ、ということをあらわしています。
氷になるときに体積が10%くらい増えますから、これを元の体積にするにはTPaのオーダーの圧力をかけなければならないわけです。
市場で手に入る鋼材は、高張力鋼でも引っ張り強さが1GPaに満たないです。深海潜水艇に使われるようなマルエージング鋼でも、2GMaくらいですから、仮に氷に変わったときの膨張を押さえ込もうなんていうアイデアをお持ちだとしたら、そんなことは考えない方がいいです。

ま、No1の方のご意見にもあったように、圧力かけると氷、溶けちゃいますけどね。スケートがすべるわけ、とか聞いたこと無いですか?
でも、現実的には圧力で凍らなくなるより、容器を壊す方が先に来ます。多分、暖かいところにお住まいなんでしょうが、水道管が凍ると水道管やバルブが(単なる蛇口だけでなく、鉄の固まりみたいな大きなバルブも)簡単に割れるんですよ。逆に、このことから考えると、バルブが球状黒鉛鋳鉄でできてるとして、数百MPa以上は出てることになりますね。

約4℃の水について0℃に温度を下げていくと体積が膨張するわけですが、氷で膨張するのは固体に変わったからです。氷の状態で温度を下げると、収縮していきます。

圧力については、試みにこんな風に考えてみました。
いまネットで探ってみたら、氷の圧縮率が 1,8TPa-1 とありました。どれくらいまともな数字か確かめることができないのですが、まぁ感じくらいはあっていると信じることにして、この値を基にしてみます。

この圧縮率の意味は、100TPa の圧力をかけると、1.8% 体積が減るよ、ということをあらわしてい...続きを読む

QMIWAの錠前に他社のシリンダー

玄関のドアのシリンダーを他社メーカーのシリンダーに変えることはできますか?シリンダーだけ変えたいんですが。
MIWA-LAMAって錠前です。

Aベストアンサー

 できますよ。「MIWA-LAMA」という刻印がある錠前とは、美和ロック社製のLA型かMA型であることを示しています。この刻印があるステンレスの長四角な板(フロントプレートといいますが)がこの2種類の錠タイプに共通であることからLAMAというちょっと意味の分り難い刻印になっているだけです。

 お宅の錠前がレバーハンドルであるならLA型、左右両回転のノブタイプならMA型というわけで、レバーハンドルかノブかで回転機構の一部に違いがありますが、違いはその部分だけで、あとは寸法も施錠の機能もすべて同じです。そして、この2種類の錠前に取り付けられるシリンダーもまったく同じものです。

 ところが、この美和ロックのLA型とMA型は価格が手頃なわりには良く出来た錠前で、今日では売れ筋商品として全国に大変広く普及しているのです。
 そこのところに目を付けたのが他の錠前メーカー、自社で開発した高性能シリンダーを、自社の錠ケースに取り付けて売るのではなくて、美和ロックのLA型とMA型に取り付けられるシリンダーとして製造すれば、もっと多量に売れるじゃないか.....と考えたようです。

 結論から言いますと、国内の大手の錠前メーカーのほとんどが、美和のLA型とMA型に取り付けられるシリンダーを市販しています。
 ただ、ひとつ不思議なのは、なぜ、わざわざ他社のシリンダーを組み付けたいのかということです。
 いろいろな高性能シリンダーを多種取り揃え、しかも、そのいずれもが国内でもっとも品質レベルが安定しており、しかも、アフターサービスにも徹底したシステムを持つ「美和ロックのシリンダー」、それなのに、なぜ美和ロックのシリンダーではダメなのか、研究者のひとりとしてぜひその理由を教えていただきたいなと思います。
 まあ、できれば今後のアフターサービスや保証などのこともありますから、一社でまとめておいた方が良いとおもうのですが......。

 できますよ。「MIWA-LAMA」という刻印がある錠前とは、美和ロック社製のLA型かMA型であることを示しています。この刻印があるステンレスの長四角な板(フロントプレートといいますが)がこの2種類の錠タイプに共通であることからLAMAというちょっと意味の分り難い刻印になっているだけです。

 お宅の錠前がレバーハンドルであるならLA型、左右両回転のノブタイプならMA型というわけで、レバーハンドルかノブかで回転機構の一部に違いがありますが、違いはその部分だけで、あとは寸法も施錠の機能...続きを読む

Q圧縮比と圧力比って同じ???

圧縮比と圧力比はどう違うのでしょうか?

選択問題で両方でてきて、圧縮比を選んだら、間違いで圧力比が正解でした。

納得できません。

問題がおかしいのでしょうか。

<実際の文章>
ガスタービンの熱効率は理論的には「圧力比」のみの関数である。

Aベストアンサー

圧力比は圧力と圧力の比 たとえば p1/p2 だと思います。
圧縮比は、シリンダーのように、密閉した容器に入っている気体を圧縮したときの、体積の比、最初の体積がV1 圧縮後の体積がV2とすると、圧縮比は、V2/V1、のことだと思います。ものすごく時間をかけて、ゆーっくり、しずーかに圧縮すると、PV = 一定で、p1/p2 = V2/V1 になるかも知れませんが、ガスタービンのように高速だと、PV = 一定にはならないので、そのようにはならないのではないかと思います。


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