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物理性質②

体積･温度･圧力

ボイルの法則
一定温の度において気体体積は圧力に反比例
- V[m³]:体積
- K:定数
- P[Pa]:圧力
  算出式:
  $V=\frac{K}{P}$

シャルルの法則
一定の圧力において気体体積は絶対温度に比例
- V[m³]:体積
- K:定数
- T[K]:絶対温度
  算出式:
  $V=KT$

ボイルシャルルの法則
一定の気体体積において圧力に反比例、温度に比例
算出式:
$V=K\frac{T}{P}$

静水力学

圧力
特定空間への液体の注入時、底部位における受圧力は同一として換算
- P[Pa]:ゲージ圧、底部位における受圧力
- γ[kgf/m³]:比重量
- h[m]:水頭、液体部位の全高
  算出式:
  $P=\gamma h$
- P₀[Pa]:絶対圧力
  算出式:
  $P=P_{0}+\gamma h$

定常流
流体の通流に対し流速･圧力等が時間の経過に対し不変な流動

ベルヌーイの定理
定常流における液体圧力･流速･位置エネルギーの総和は一定

トリチェリーの実験
- 容器内に水銀を注入
- 1[m]程度のガラス管を沈降
- ガラス管底部を上部とした倒立
- 内部の水銀･真空部位が均衡
- 容器水銀液面、ガラス管内液面差に因り大気圧力を測定
- 0[℃]における水銀柱760[mm]の高度差を760[mmHg](正:millimeter of mercury)として換算
  算出式:
  $760[mmHg]=1[atm]=101.3[Pa]\simeq0.1[MPa]$
- 大気圧にあける水頭
  算出式:
  $h=\frac{P}{\gamma}=\frac{101.3}{13.5951}$

水における大気圧測定
- 水の水頭
  算出式:
  $760:x=1:1/13.5951$
  $x=10329.16[mm]$
  $\simeq10.3[m]$

液柱計
測定対象･大気圧力差の計測に因り測定対象の内圧を測定
- 圧力の作用例
  - 圧縮方向を正
  - 排圧方向を負
- 測定対象圧力が大気に対し高圧の場合
  算出式:
  $P_{1}=-\gamma_{1}h_{1}$
  $P_{2}=-\gamma_{2}h_{2}$
  $P_{1}-P_{2}=-\gamma_{1}h_{1}-(-\gamma_{2}h_{2})$
  $=\gamma_{2}h_{2}-\gamma_{1}h_{1}$

摩擦損失水頭
- 定常流･特定区間別の流体に対する摩擦損失
- 1[m]の損失に対し10[Pa]の加圧力を所要
- 管全長･流速に比例、管内径に反比例
  - H[m]:摩擦損失水頭
  - λ:動粘性係数
  - l[m]:管全長
  - d[m]:管内径
  - v[m/s]:流速
  - g[m/s²]:重力加速度
    算出式:
    $H=\lambda\cdot\frac{l}{d}\cdot\frac{v^{2}}{2g}$

大気圧

標準大気圧
- 表記単位:[hPa]
- 他表記
  下記の流体柱における比重量に因り表記
  - 水銀柱:760[mm]
  - 水柱:10.33[m]
    比重に因り換算
    算出式:
    $H_{2}O:Hg=1:13.59$
    $Hg=13.59\cdot H_{2}O$
    $760Hg=760\cdot13.59\cdot H_{2}O$
    $\simeq10.33$

水銀柱参考

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圧力の測定
- ゲージ圧:計測器に因る測定圧力
- 絶対圧力:ゲージ圧、大気圧の合算圧力

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最終更新：2010年04月16日 17:50