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冷却の仕組みと冷却機器編水の冷却方法 水温が上昇するとそれに比例して溶存酸素（水に溶けている酸素）が少なくなります。エビなどは、酸欠で死にやすいので夏の高水温で全滅してしまったなんて人もいると思います、レイアウト水槽では、高水温によってコケが生えやすくなるので水槽の中がコケだらけになってしまう人もいると思います。 気化熱とは！？ |
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よく気化熱と言う言葉を耳にしますが・・、実際にどんな熱か？という事を知っている人はほとんどいないと思います。気化熱とは、液体が気体になるときに必要な熱エネルギーです、液体は、分子どうしが引力で引き合っている状態です。この引き合って固まっているところから出て行った状態が蒸発です。上の右の図がその状態です。 この固まっている状態から、飛び出すためにはもちろんエネルギーが必要です！このエネルギーは、水の熱エネルギーから供給されるのです。だから、分子が飛び出す時に熱エネルギーが使われるのでそのぶん温度が下がるんです！ 水は、凄く極性があるので他の分子とは比べ物にならないくらい強く分子同士が引き合っているので、それを切りはなるエネルギーはとても大きいので水がちょっと蒸発しただけでもかなりの温度を下げることができます。水１グラムが気化するためには、３９カロリー必要です。もし、１リットルの水が３９カロリー失ったとすると、０，５３℃下げることができます。 素焼きのみずがめに水を水を入れておくと、素焼きの水がめの表面がとても冷たくなるのも、気化熱によって冷やされているのです、水がめの表面にとても細かい穴があいていてそこから水が蒸発しているので素焼きの水がめは冷たいのです。 人間の温度コントロールも、気化熱です！熱がでると汗がでるのはその為です。 実は、上で紹介した１，２，３の冷却方法はすべて” 気化熱 ”を応用した冷却法です！１，２が気化熱の応用だなんて・・・、知らなかった人は多いと思います。 では、次はクーラーの仕組みを紹介します。 |
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ピストンに液体と、気体を詰めた状態を考えてみましょう！上の図は、ピストンの中が気体の時にピストンを無理やり押して短めようとしているところです。ピストンを無理やり押し短める前は、ピストンの中に液体と気体が入っています、気体には、もちろん液体が気化した状態の水蒸気も含まれます。先ほど、気化熱について説明したときは、水の分子どうしに引力が働いていてその引力を振り切るためのエネルギーが液体内の熱エネルギーから供給されると・・・、今度は、その逆なんです！だからピストンを無理やり短めると温度が上がります、つまり放熱です。 下の図は、無理やりピストンを引っ張ることによって液体を無理やり気化させようとしている状態です、液体が気化するともちろん温度が下がります、つまり吸熱です。 これが、クーラーで水を冷やすための基本的な理論です。 |
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| 先ほどの、ピストンを二つつなげて圧縮機、蒸発器、乾燥器、疑縮器を取り付けたものがクーラーの基本的なシステムになります。（図は、手抜きをしたんで蒸発器、乾燥器、疑縮器が描かれていません（笑、ごめんなさい(^^;）、はやい話が、先ほどのピストンの運動を電気的エネルギーを応用して圧縮機、蒸発器、乾燥器、疑縮器にやらせてるだけです。どうでしょう！？ご理解いただけたでしょうか？ 冷蔵庫も同じ原理です！ ではここで問題です！冷蔵庫の扉を開けたままにしておくと部屋の温度はどうなるでしょうか！？ １、下がる ２、変わんない ３、上がる 答えは、３、温度は上がります！ クーラー、冷蔵などは、熱を移動させているだけなんです、吸熱した分の熱を放熱するので結果的には、気化熱は±０というわけです、圧縮機、蒸発器、乾燥器、疑縮器を動かしているので+その分の熱が放熱されるのでトータルで室温が上がるのです！ よく水槽用のクーラーの排気熱が暑い！という事を聞きますが、それは当たり前ですよね(^^;、あとは、メーカーによって圧縮機、蒸発器、乾燥器、疑縮器などの気化熱を応用する部分のシステムの駆動効率によって排気熱、騒音などが変わってきます。 | |
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