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ポンポン蒸気船って呼ばれる奴で良いのでしょうか？ イメージは参考URLをご覧いただくとして....。 要するに、 1.水を熱して蒸気にすると、体積が増える。 2.それが配管の開放された側から噴出して 推進力になる。 ってことです。 水槽の水全体を冷媒として見るなら、スターリングエン ジンみたいなもんですが、まぁ液体の相変化を利用して いるってことですね。 【スターリングエンジン】 http://members.jcom.home.ne.jp/kobysh/stirling/stirlingIntro.html □ で、昔から河などでよく見かけられた「ポンポン船」と いう奴なら、これは焼き玉エンジンです。 単純に言うなら、ガソリンエンジンの代わりに、シリンダ ヘッドに焼いた球体（焼き玉）を置いといて、燃料を圧縮 して、焼き玉の熱で点火するって感じです。 （もうちょい正確に言うなら、ディーゼル機関の着火を 焼き玉でやるって感じです。）
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- kenchin
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>よろしければもう少しお付き合い下さい。 はい、結構ですよ。 理想気体の状態変化については、既にご存じの様子です から、理解されるのも早いと思います。 >補足：この原理を式で書くとどうなりますか？ えっと、これは焼き玉エンジンでしょうか？ それとも ポンポン蒸気船（スターリングサイクル）でしょうか？ あと、「式」とは理論熱効率の式で宜しいですか？ □ 一応、スターリングサイクルの簡単な説明と、理論効率 の式を解説しておきます。 ここからは、参考URLの一番上の図解＆P-V線図とあわせ てご覧くださいね。 まず、配管中の水は、沸点以下の状態では配管の開放端 から水圧で押されていますから、入熱ｑ1によって等容 変化を起こします。[1-2の部分] 水が沸点を迎えると、水→蒸気への相変化（等温変化） が起こり、配管内の圧力は上昇します。 つまり、熱Ｑ1は温度の上昇（顕熱）ではなく、状態変化 （潜熱）に寄与するということで、この部分は等温変化 ですね。 [2-3の部分] ※：この時、配管内の水全てが蒸気となるわけでなく 配管出口に近い部分は液体のままですね。 この水の部分が上図のピストンの役割を果たして いるわけです。 そのうちに配管の開放端まで蒸気が到達しますと、これは ピストンが無くなるのと同じ状態なので、蒸気の一部が開 放端から放出されます。 この時、配管内には蒸気が充満しているんですが、配管 端では、外部の低温水と蒸気が接触し、蒸気は潜熱を失 い始めます。（冷却） ただし、この瞬間を捉えると、蒸気は潜熱の一部を水に 奪われている段階ですから、まだ凝縮には至らずに 容積自体は変化がないわけですね。[3-4の部分] 次に、配管端の蒸気が十分に冷やされ凝縮を始めます。 すると、凝縮した量に相当分の水が配管内部に侵入しは じめます。 この侵入してきた水に接触した蒸気は 次々に凝縮しますから、最後は配管に水が充満します。 この時、蒸気は水に熱Ｑ2を奪われているんですね。 実際は、水が進入している間も、外部からは熱が加えら れていますから、進入してくる水の温度も上がるわけで すけど、水の進入が瞬間的に終了するので、等温圧縮と 考えて良いでしょう。 [4-1の部分] □ スターリングサイクルの理論熱効率式です。 η = 1 - Q2/Q1 (κ-1)(τ-1)Inε = ------------------ (τ-1)+τ(κ-1)Inε 但し、 Q1=q1+Q1 Q2=q2+Q2 圧縮比ε=V1/V2 温度比τ=T3/T2
補足
ありがとうございます。 よろしければもう少しお付き合い下さい。 補足：この原理を式で書くとどうなりますか？ 私は熱力学の法則と等圧、等温、定容、断熱変化など、 基本的なことしかわかりません。 できれば、なるべく丁寧におねがいします。