宇宙でペットボトルロケット

質問

１、ペットボトルに水を入れる（フタは開けたまま）
２、ペットボトルを宇宙空間に置く（水が凍ったり沸騰したりしない場所）

このようにすれば、ペットボトルの水が少しずつ蒸発して、それが推進力になって、ペットボトルロケットになりますか？

回答No.7

foomufoomu · ベストアンサー

氷になった後も昇華するので、推進を続けるのではないでしょうか。太陽光の当たる場所であれば(多少の温度は必要)、成功しそうに思います。

こちらに水を置いて真空ポンプで空気を抜く実験があります。

真空中で水はどうなる？
https://www.youtube.com/watch?v=CV1sU7XKqwI

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.9

foomufoomu

他人の回答を見て、引き延ばして写して書くだけのお調子者がいますが、こういうのは何かおおきな間違いを書いているので、信用してはいけません。
この場合は、絶対零度でなければ昇華するように書いてますが、宇宙の真空度(10^-9 Pa)でも、氷の昇華は-90℃ぐらい以上の温度でないと起きません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.8

sailor

飽くまで論理的な話ですが、結論から言えばロケットになります。

別に中の水は凍ってしまっても構いません。周囲の温度が絶対零度でなければ構いません。

ペットボトルに水を入れて無重力の空間に置くと、水の量が十分であれば、まず周囲が真空状態であれば内部の水は急激に気化すると同時に温度が下がりやがて凍るでしょう。このときは水蒸気がそれなりの勢いでペットボトルの口から噴出するのである程度の推力があられるでしょう。そのあと内部の水が凍ってしまっても昇華という現象が起こり、少しずつですが水蒸気がペットボトルの口から出ていきますので、わずかですが推力は得られます。

昇華という現象はご存知ですか？
昇華とは個体から直接変化する現象で、身近でも確認できますよ。
例えば冷凍庫内に氷を長時間放っておくとだんだん氷が小さくなっていくのを見たことがありませんか？冷凍庫の中ですから氷が溶けて気化することはありませんが、昇華が起こり氷から直接水蒸気に変わって蒸発してしまっているんです。あとは、防虫剤に使われるナフタリンやパラジクロルベンゼンなども個体の状態から直接気化してガスになりますよね。あとはドライアイスですね。ドライアイスは二酸化炭素の氷ですが個体の状態から直接気体の二酸化炭素になります。液体の状態を経ずに気体に変わるのです。

昇華という現象が起こるということは、たとえペットボトル内の水が完全に凍ってしまっていても、わずかずつ昇華が起こり水蒸気になった水がペットボトルの口から出ていくということになりますから、出ていく水蒸気の質量と速度で決まる推力が得られるということです。

無重力空間であり摩擦もほぼゼロに近い宇宙空間でなら、非常にゆっくりとではありますが加速していくでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.6

tetsumyi

面白いアイデアです。
確かに宇宙の真空中では水は非常に良く蒸発しますから良い推進力になります。
他の方の回答にあるように蒸発すると水は気化熱を奪って温度が下がり凍ってしまいますから短時間で氷となって蒸発はほぼ止まります。
さて、これを解決するにはどうするかと言うことですが、電子レンジと同じ電波を飛ばして水の温度が下がらないようにしてやれば飛び続けることができる。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.5

takuranke

＞（水が凍ったり沸騰したりしない場所）

こういう場所探すのは難しいと思います（無いと思います）。
気圧が無いのですぐ沸騰しますし（気圧が低いと水の沸点が下がる）、
温度も太陽の光がさすところは放射熱により暑いですが、当たらないところは熱の対流と伝導がないのでマイナスの温度になります。

ちなみに蒸発は、沸騰していなくても起きます。
水を加熱し沸点に達すると、表面ではなく内部で気体になる分子の量が多くなります。
この現象を沸騰といっています。

高温と急激な膨張に耐えられるペットボトル型容器に水を入れて、
太陽光の差す宇宙空間に放り出せば、お書きのような推進力は得られるのではと思います（専門家じゃないので想像です）。

太陽光の差さないところだとどうなのかな？

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.4

SI299792

真空状態で、水が液体でいるのは不可能です。常温でも沸騰して、そのあと凍ります。沸騰している間は、ペットボトルロケットになります。沸騰が終われば、加速が止まりますがそのまま飛び続けます。少しずつ蒸発しては、期待できません。

参考URL：

http://mjdsk.jp/389

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.3

terminator_5

彗星も、氷のかたまりと言うか、汚れた雪だるまみたいなものらしいですが、太陽に近づくにつれて気化しているようですね。

ペットボトルの純粋な水なり氷がどの程度太陽の熱を吸収して気化するか分かりませんが、もしかしたら僅かな推進力が得られるかもしれません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

SPROCKETER

その実験は地球上で出来ますし、実際に実験した結果を学校で見たことがあります。

　ペットボトルではありませんが、ガラス容器に水を入れて真空ポンプに繋ぎます。真空ポンプで空気を抜いて行くと、内部の水が沸騰して凍ります。

　それだけです。水蒸気が推進力になってペットボトルが飛ぶようなことは起こりません。ペットボトルを飛ばすには、水が凍らないように水を温め続けるヒーターが付いていなくてはなりません。

　ペットボトルで宇宙を飛ぶには、加圧した状態で保持出来る圧力弁を取り付けて気密状態にし、内部には液体の水と加熱用の電気ヒーター、バッテリーなどを取り付け、スイッチを入れると電流が流れて水が沸騰し、水蒸気圧が上がると、圧力弁から水蒸気が噴き出す構造にする必要があります。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

maiko0333

沸騰しないのに蒸発するところってどこ？
よくわかんないんですけど。
まぁ、宇宙空間では無理ですね。日向は１００度、日陰は－１００度ですから。
人工衛星では１００度から－１００度に対応するように作られています。

お礼

ご回答ありがとうございました。