質問: サイフォン現象と 液体の比重との 関係 水のサイフォン現象は 高さ10m程度までということは ネットなどで調べると書いているのですが 比重と 高さは 関係するのでしょうか 単純に比率で考えても差し支えないのでしょうか 水は比重1.0 g/cm3で 比重2.0 g/cm3の液体なら 5m程度までということと認識して良いのかがわかりません 比重2.0 g/cm3の液体での サイフォン現象が起こせる 限界高さは何mまででしょうか 教えて頂きたいのですが よろしくお願い申し上げます。
回答: 大体、そういう認識でいいのですが、1つだけ、違う要素が入ります。 まずは、質問者様のおっしゃっていることの解説なのですが、トリチェリの真空ってご存知でしょうか? 片方を閉じた1m位のガラス管を水銀で満たし、その口の部分を水銀を満たした桶に突っ込んで立てると、水銀柱が桶の水銀面から760mmのところまで下がる、というものです。 桶の水銀面には大気圧がかかっていますから、ガラス管の中でも、桶の水銀面と同じ高さのところには同じ圧力がかかっていて、釣り合っている必要があります。 大気圧は約1kgf/cm2ですから、760mmの水銀が上から乗ると圧力が釣り合うのです。 もう少しイメージしやすくすると、1cm角の片方を閉じた管に水を満たし、上記と同じようにすると、大気圧1kgf/cm2と釣り合うには1cm2あたり、1kg(10000g)の水が乗っかればいいわけで、水の比重を1g/cm3とすれば、10000cm(10m)の高さになります。 これが、水なら高さ10mまでという理由です。 10m以上は大気圧だけでは押し上げられないということです。 ということで、おっしゃるように比重が2g/cm3なら5mまでということになります。 ですが、ここに1つ、違う要素が入ります。 それは、その液体の蒸気圧と温度です。 気圧がさがると、水の沸点が下がりますよね。 沸騰は周りの圧力と蒸気圧が等しくなる温度で起こります。 ということで、サイフォンの最後部では、圧力が下がるために液体の種類によっては沸騰してしまうケースが考えられます。 こうなると、液の連続性が途切れるので、サイフォンは働きません。