ウォーターフライト

原理・法則

- 雨が降るわけ -

雨はなぜ降るのでしょうか?
上昇気流にのって、空気が上昇すると、上昇した空気の気圧が下がり、体積が膨張して、温度が下がります。
空気中の水蒸気の量は、温度が高いほうが、たくさん含まれます。温度が下がり、空気中に含むことができなくなった水蒸気は、小さな水滴や氷の粒となります。この水滴や氷の粒が集まって、雲となります。このようにしてできた雲の中で、水滴や氷の粒同士がぶつかると、くっつきあって、大きな水滴や氷の粒となり、雨や雪となって地上に降り注ぎます。

雨が降るわけ

身近な事例

- 蒸気機関車の仕組み -

水の三態変化を利用した代表的な例として、蒸気機関車が挙げられます。1872年に日本で初めて開業した鉄道も蒸気機関車でした。それでは蒸気機関車が走る仕組みを見てみましょう。

一時停止
1.石炭を焚き口から火室に投げ入れ燃やします。
2.ボイラーの水が沸騰し、水蒸気に変わります(液体⇒気体)。発生した蒸気は上部の蒸気溜めに溜まります。
3.蒸気は、蒸気溜めにある加減弁を開けることで大煙管を通り、シリンダーに送られます。
4.シリンダーに入った蒸気の圧力を利用し、弁の作用でピストンを前後に動かします。
5.ピストンの動きがピストン棒につながったクロスヘッドを往復させ、主連棒・連結棒によって車輪を回転させることで蒸気機関車は走ることができるのです。

- 火力発電の仕組み -

蒸気機関車と同じ仕組みで私たちの生活を支えてくれているのが火力発電所です。

ボイラーを使って水を沸騰させ、その蒸気でタービンと発電機を回転させて発電します。

火力発電の仕組み