FC2ブログ

水に圧力を加えていくと… 

昨日の検討会は油圧に関する集いでした。

そこで油圧だけでなく、空圧や水圧による制御の話もちょろっとでました。やや興味が引かれた点として、水圧制御で1万気圧とか2万気圧とかって話。

油は粘性が高いのはわかるんですが、水は油よりは粘性が低い。油圧のシリンダーに水を入れても隙間から水が漏れてしまう。よりシール性をよくしないといけないはず。

「漏れる量(速度?)よりも圧力を加えれば維持できる」とはうふふな人の談。

もっともそれほどの圧力になると通常の方法では金属自体が耐えられなくなるようだ。

帰り道にさらに考えると、それほどの圧力になると液体といえども圧縮されて体積が小さくなるのではないだろうか…。

蔵書“水とはなにか”(ブルーバックス)を読んでみると、水の圧縮率は…

45.9x10-12(cm2/dyne)

ダインって…、また古い単位が。

単位ダインは力の単位。定義は、質量1グラムの物体を、その方向に1cm/s2の加速度を与える力。

単位をキログラムと重力加速度(1m/s2)に合わせると…
1キログラム→1000グラム→103グラム
1m/s2→100cm/s2→10cm2/s2
つまり0を5つ減らして、45.9x107cm2/N。
匝はニュートンがイメージしにくいので、kgfにしてみる。
45.9x10-6(0.0000459)cm2/kgfって感じかな。

ネットで調べると水の圧縮率があった。
20℃の時に、4.482x10-5(0.00004482)cm2/kg
0℃の時に、4.926x10-5(0.00004926)cm2/kg

蔵書のものには温度が書いていないが、10℃くらいの数値かな。

さて、圧力をかけるとどれだけ水が圧縮されるのだろう。圧縮率は、圧縮されて縮む割合ってことだろう。ここで1気圧は1cm2/kgfとし、1リットルの20℃の水がどうなるかを計算してみる。

加えた圧力
1気圧→     0.99956リットル
10気圧→    0.99552リットル
100気圧→   0.99518リットル
1000気圧→  0.95518リットル
10000気圧→ 0.55180リットル (えっ?)
100000気圧→-3.482リットル…って

しかし三態図をみると20℃では圧力をあげても固体、つまり氷にはならないんだよなぁ。逆に融点(凍りはじめる、または融け始める温度)は圧力が高まると低くなる。つまり0℃以下の水ができるのだ。

でも、体積がマイナスになることは、この世界の物理法則に当てはまらない。つまりは違う世界があるってことだな。で、さらにネットをさまよう。

するとみつけました。“自然おもしろクイズ”の答え9

2115気圧を超えると融点が上がり始める。この圧力の時が水の最低融点温度で-22℃。
このサイトによると12000気圧の時の融点が37.9℃なので20℃では1万気圧くらいで固体になっていると考えられます。ちなみに2万気圧の融点は73.6℃なのだそうだ。それもこの時の固体は我々の知っている氷とは性質が違うらしい。

そこまでの圧力まで行かなくとも、374℃を維持して水を220気圧まで上げると“超臨界水”という気体のような液体の水に変化します。ダイオキシンも分解され無害になります。これは展示会なんかでよくみかけました。

これまでのことから考えると1万気圧を超える水圧技術って、すっごく大変な技術の世界なんだろうと想像する。ちなみに圧力が高くなると水の粘性は落ちるので、さらにシール性がむずかしくなるんだろうなぁ。

さて、ここまで考えると地殻深くの水の挙動がどうなっているのか、興味が湧きますね。

岩石に含まれた水分が高温、高圧下でまちがいなく超臨界水になっている。地殻の一部は超臨界水の性質から溶かされるだろうし…。

常識を超越する世界。



※9/10
通常手に入る、もしくネットで見つかる水の三態図で融点が下がっているのは、三態図の範囲が2115気圧以下の範囲を表しているからだろう。通常はその範囲でいいのだろうが、見ている方は勝手にその先も同じように考えてしまうよな。気をつけなきゃ。

あと一部、漢字の誤りと意味が分かりにくいので補足・訂正した。

スポンサーサイト



コメント

ふ~ん
そんな裏技があるのか~

本日 家の妻が富士山盛を
4歳児とシェアしながらやっつけました
確かに量は多いが
そばつゆ濃すぎ
さらにそばの味がまったくしない

安いからたまに行く分には良いかなって店でした

それにしても冷麦食べてるようだったな
店員の態度にも閉口!!

あなた! 飲みすぎ! 食べすぎ!
かえって直ぐに1時間走りましたよ~

師匠、今日、TVの放送大学の授業でまさしく、そのことをやってました。
権左は偶然、見てました。
なんでも、プレートの沈み込みにそって、水は、深さ600㎞の、マントル遷移層まで運ばれ、
そこで、遷移層の中に蓄えられているんだとか・・・。
その量、地表の海水の約5倍だって・・・。
んで、その時の水の形状は、水分が含まれている蛇紋岩などの含水かんらん石と同じような形で、
マントル遷移層の中に含まれていると考えられているんだそうな・・・・・・・・・。
ほんでもって、そのプレートの沈み込みによって運ばれた水による、
遷移層の含有水分による、周辺との密度と比重の差が、
沈み込んだプレートが、一度、マントル遷移層にとどまった後、再び、マントルの中に沈んでいく、
コールドプルームのダイナミクスに大きく影響を与えているんだって。

あとねぇ、地球が月みたく冷えないのは、
産まれた時の衝突によって得た熱が冷める量と、
地球内部の相転移???による崩壊熱????の量が、
トントンだから・・・・とも言っていたような・・・。

詳しくは、ココ↓

http://ohp-ju.eri.u-tokyo.ac.jp/tokutei/news/newsletter2.pdf#search='プレート 深さ600㎞'

わたすには、難しすぎて、よくわかんないっす(>_<)

>うふふな人
たしかにね、飲みすぎ食べすぎですよ。その上、帰ってすぐ眠ってしまいましたからねぇ。
富士山盛のそば屋は、匝には×です。
でも店員は特に問題なかったなぁ。

>権ちゃん
笠原先生のレポートですね。長いので改めて読んでみます。
この先生は地下での水の挙動を調べているんですよ。地下の状態っていろいろ書いてありますが、実はほとんどわかっていない。まして、今までの常識がひっくり返る可能性も高い。地震だって、ゆっくり地震という現象が確認されたのも10年経ってませんし、教科書にはまだ載ってない(と思う)。
研究者としては新たな発見ができる分野ですよ。


コメントの投稿















管理者にだけ表示を許可する

トラックバック

この記事のトラックバックURL
http://eniguma.blog85.fc2.com/tb.php/441-eb61fe45