スターリングエンジンの実験について

質問

http://www2.hamajima.co.jp/~elegance/se-net-old/jikken/SterlingE.htm
のサイトを見ていただければ分かるのですが、そのサイトでの
写真上から3枚目の説明で「そうすると、ビー玉の左側の空気が冷却され」とあります。なぜビー玉が移動した後に左側が冷えるのですか。
分かる方、教えていただけないでしょうか。

回答No.1

PSC · ベストアンサー

同じもの作った経験あります。

多分その書き方は適切ではありません。
炎の熱(以降熱)が何に使われるかを考えればわかると思います。
ビー球が左にあるときは熱は試験管内の空気を暖めるために使われます。
しかし、ビー球が右に来ると今度はビー球を暖めるためにも熱は使われます。
元の熱量は変わりません。したがって空気を暖める熱量は必然的に少なくなります。

さて、そこで考えて見ましょう、空気は暖められると膨張します。
同じくビー球も膨張します。
しかし、ビー玉の膨張は微々たるものです。
まず空気が暖められて注射器を押し上げます。するとビー球が移動します。
熱がビー玉を暖めているその間に空気は冷め収縮を始めます。すると注射器は元に戻ります。その間ビー球も膨張していますが、殆ど無視できるくらいです。
さて、注射器が収縮したのでビー玉は左に移動します。
そうしたら元の状態に戻りました。
コレの繰り返しな訳です。

サイトの説明でいうと、左側は周りの空気によって冷やされているという感じでしょうか。ビー球が移動することで空気も移動することを考えてみてください。
私が行ったエンジンの製作はもう少し複雑なものでしたが、冷却効率を上げるために水冷をしました。