検索結果

さてあなたは流体という言葉をご存知でしょうか。日常生活で流体という言葉が出てくることは少ないですが、学生のように物理などを勉強している人からすると頻出する言葉です。そして意外と流体について誤解して覚えている人も多いように感じます。そこでこのページでは流体とは何か？また流体における圧力のかかり方について分かりやすく解説しています。どうぞご覧ください。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});目次流体とは何か？流体の圧力のかかり方についてまとめ１．流体とは何か？では流体とは何かを見ていきましょう。結論から言ってしまうと流体とは、物質における液体と気体の総称のことを言います。流体と言えば液体だけというイメージの人も多いですが、実は液体と気体の総称のことを流体と呼んでいます。違う言葉で言い換えると流体というのは、外側から力を加えると簡単に変形する性質を持つ物質で、身近な例で言えば水（液体）や空気（気体）が流体となります。また容器の有無で形が保てるかどうかという点からも判断でき、容器がなければ形を保てないのであればそれは流体ということ。反対に容器がなくても形を保てているのであれば、それは流体ではなく固体ということになります。つまり流体には一定の形が存在しません。関連：状態変化とは何か？物質が状態変化する仕組みを簡単に図解！さて次の章では、流体における圧力のかかり方について簡単に解説していきます。２．流体の圧力のかかり方についてでは流体における圧力のかかり方について見ていきましょう。流体における私たちの身近な例には水と空気が存在しますが、ここでは水と空気の圧力である水圧と気圧をイメージしてみてください。まず流体における圧力が発生する原因は、その流体の重さによるものです。つまり水圧なら水の重さ、気圧なら空気の重さによってそれぞれ発生しています。例えば流体を丸いボールと見立てて、それを３層に積み上げたときの圧力を順番に見ていきましょう。まず流体に見立てたボールの１層目における圧力のかかり方です。上図のように１層目のボールの重さによって、単純に下方向に力がかかります。次に２層目の圧力のかかり方についてです。そして上図のように２層目のボールは横方向に力が流れ（１層目のボールの重さ分の力）、下方向（３層目）に１層目と２層目のボールの重さによる力が加えられていきます。また各方向へと力が流れていきますが、作用反作用の法則によってそれらの力とは逆向きの力がかかります。最後に３層目の圧力のかかり方についてです。上図のように３層目では１層目と２層目の流体の重さがすべてかかることになります。このように流体における圧力のかかり方というのは、その流体の重さによって発生するものなので、下に存在する流体ほど大きな圧力がかかります。水圧・気圧のイメージもこの考え方と同じです。また固体の場合は積み上げてもつぶされない限りは単純に下方向にしか力はかかりませんが、固体でも軟らかいモノであれば流体と同じような圧力のかかり方になります。固体＝金属のような硬いモノというイメージも強いですが、ゴムやボールのように軟らかいモノでも固体と言えるので注意してくださいね。関連：水圧とは何か？わかりやすく図を用いて解説！関連：金属に触ると冷たく感じる理由とは？なぜガラスと木材ではガラスの方が冷たい？以上が「流体とは何かをわかりやすく解説！圧力はどんなかかり方なのか？」でした。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});３．まとめこれまで説明したことをまとめますと、流体とは、液体と気体の総称のこと。下に存在する流体ほどかかる圧力は大きくなり、あらゆる方向から圧力がかかる。軟らかい固体の場合は、流体と同じような圧力のかかり方となる。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});関連ページ⇒浮力と流体の密度の関係について。流体の密度で浮力が変化する仕組みとは？⇒１気圧とは？また何ヘクトパスカル（hPa）なのか？⇒死海とは？死海の由来は？なぜ死海は他の海よりも浮くことができるのか？⇒水温と浮力の関係について。水温によって浮力が変化する仕組みとは？⇒絶対零度とは？また絶対零度の温度は何度なのか？⇒気圧とは何かをわかりやすく解説！なぜ気圧で人はつぶされないのか？⇒揮発とは？蒸発との違いと意味は何か？なぜ揮発は起こる？⇒結露とは何か？仕組みを分かりやすく図解！⇒熱気球とは？また熱気球はどんな原理で空中に浮いているのか？⇒温度とは何か？物体の状態変化と温度の関係について解説！

さてあなたは圧力鍋という調理器具をご存知でしょうか。圧力鍋を使用して調理することによって、調理時間が短くなったり光熱費が安くなったりというメリットがあります。実際に調理に活用している人も多く人気の調理器具ですが、圧力鍋の仕組みをしっかりと理解して使用している人は少ないように感じます。そこでこのページでは圧力鍋とは何か？また圧力鍋の仕組みをわかりやすく図で解説しています。どうぞご覧ください。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});目次圧力鍋とは何か？圧力鍋の仕組みをわかりやすく図解！なぜ圧力が高いと通常よりも高温で調理できるのか？調圧弁と安全弁についてまとめ１．圧力鍋とは何か？では圧力鍋とは何なのか見ていきましょう。圧力鍋（あつりょくなべ）とは、大気圧以上の圧力をかけることで、通常よりも高い温度で食材を調理することができる鍋のことです。圧力鍋のメリットとして通常よりも高い温度で食材を調理することができるため、調理時間の短縮になり、それによって光熱費を抑えることにも繋がります。他にも圧力鍋で通常よりも高温で魚を煮込んで調理することで、硬くて食べられなかった骨も軟らかくなるので食べることが可能になります。ここからは圧力鍋の基本的な仕組みだけ解説します。（次の章で仕組みをわかりやすく図解していきますが、ここで内容を少しだけ理解しておきましょう）まず圧力鍋はふたと鍋部分が密閉される造りなので食材を入れて加熱していくことで、鍋の内部にかかる圧力ってのはどんどん高くなっていきます。なぜ加熱していくと鍋内部の圧力が高くなっていくのかというと、食材や水を入れて調理しているのでその中に含まれている水分が水蒸気に変わるからです。水（液体）が水蒸気（気体）に変わることによって、水蒸気の体積が水に比べて約１７００倍大きくなります。水から水蒸気になることで私たちの目に見えない気体にはなりますが、存在がなくなるわけではないので体積が大きくなることでその分だけ内部が圧迫されます。通常の鍋であればふたと鍋部分が密閉されていない（隙間がある）ので、水蒸気がふたと鍋の隙間から逃げていくことができます。しかし圧力鍋は密閉されているので水蒸気が発生しても、鍋の内部にたまっていきその蒸気圧で圧力を高めることになるんですね。そして鍋内部が圧力が高い状態（大気圧以上）になるので、それにより高温で食材を調理することが可能になります。また圧力鍋には鍋内部の圧力が設定値以上になると、調節弁や安全弁という装置が働くようになっているので安全です。圧力鍋の基本的な仕組みについては以上になりますが、なかなかイメージしずらいと思うので次の章でわかりやすく図解していきますね。関連：湯気と水蒸気の違いとは？関連：蒸気圧とは？水の沸点と蒸気圧の関係についてわかりやすく解説！２．圧力鍋の仕組みをわかりやすく図解！前の章では圧力鍋の簡単な仕組みしか解説していなかったので、ここでは以下における仕組みを図解していきたいと思います。なぜ圧力が高いと通常よりも高温で調理できるのか？調圧弁と安全弁についてではそれぞれの仕組みについて見ていきましょう。なぜ圧力が高いと通常よりも高温で調理できるのか？まず圧力鍋は下図のような構造になっています。圧力鍋に食材を入れて加熱して調理していきますが、通常の鍋であれば水が１００度に達すると水蒸気に変化します。ではなぜ水は加熱すると１００度で沸騰して水蒸気に変わるのでしょうか？それは周囲からかかっている気圧（空気による圧力）の大きさが１気圧だからです。１気圧というのは地上にかかっている気圧の大きさのことで、この１気圧がかかっている環境であれば、加熱すると水は１００度で沸騰します。しかし周囲にかかっている気圧の大きさが１気圧でなければ、水が沸騰する温度は１００度にはなりません。圧力鍋内部の圧力を高くすることで、より高温で食材を調理することができる理由はここにあります。まず圧力鍋内部の圧力が高くなるのは水が水蒸気に変化することで、体積が急激に増加して鍋内部を圧迫するからですよね。上図のように水蒸気をひとつひとつの塊として見てみると分かりやすいです。水が水蒸気に変わることで体積が増えていきます。加熱して時間が経つほどより沸騰して水蒸気の量も増えていくので、鍋の内部にかかる圧力も増えていきますよね。このときに水蒸気に変わっていない水に対しても圧力がかかります。水が水蒸気に変わるためには、水の一部が蒸発しなければなりません。なので水蒸気によって圧力をかけられ抑えられることで、水が水蒸気になりにくくなるため水が沸騰する温度が上がるんですね。そして水が圧力をかけられることで沸騰する温度が上がる（１００度を超える）ので、通常よりも食材を高温で調理することができるというわけです。関連：１気圧とは？また何ヘクトパスカル（hPa）なのか？関連：気圧と沸点の関係について。気圧によって沸点が変化する仕組みとは？調圧弁と安全弁について調圧弁は鍋内部の圧力が設定されている圧力以上にならないように備えているもので、安全弁は調圧弁が使用できない状態のときに緊急で圧力を外に逃がすために備えられています。なので鍋内部の圧力を調節するために、調圧弁と安全弁によって２重の安全対策がされているということです。調圧弁は鍋内部の圧力を調節するために備えられていますが、どういう仕組みになっているのか下図をご覧ください。鍋内部から発生した水蒸気による蒸気圧が小さければ重りは持ち上がらず、水蒸気による蒸気圧が大きければ重りが持ち上がって外へと蒸気を逃がす仕組みです。安全弁は調圧弁の中が詰まったりしてうまく働かないときに、設定されている以上の圧力が内部からかかると上に持ち上がって蒸気を逃がす仕組みです。使用する前には調圧弁の排気スペースが詰まっていないかの点検項目があるので、使用する前にはそれらの点検項目をしっかりと点検するようにしてください。ちなみに圧力鍋ではなく通常の鍋に水を入れてふたをしてから加熱していくと、水が沸騰して鍋のふたがカタカタと音を立てることがありますよね。あれは水が沸騰したことで水蒸気に変化して体積が大きくなり、鍋の外へ水蒸気が出ようと蒸気圧によって鍋のふたを持ち上げることで起こります。調圧弁の中の重りが水蒸気の蒸気圧で持ち上がるのも同じ仕組みです。また調圧弁や安全弁がなければ密閉された鍋の中で圧力がどんどん大きくなっていき、最終的に鍋がその圧力に耐えられなくなり爆発する可能性もあります。なので内部の圧力を調節するための調圧弁と安全弁は必要不可欠です。関連：蒸気と水蒸気の違いとは？以上が「圧力鍋とは何か？圧力鍋の仕組みをわかりやすく図解！」でした。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});３．まとめこれまで説明したことをまとめますと、圧力鍋とは、高い圧力をかけて通常よりも高温で食材を調理することができる鍋のこと。圧力鍋内部で水蒸気が水に圧力をかけることで、通常よりも水が沸騰するまでの温度が上がる。圧力鍋には、調圧弁と安全弁という２重の安全対策が施されている。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});関連ページ⇒気圧と大気圧の違いとは？⇒気圧とは何かをわかりやすく解説！なぜ気圧で人はつぶされないのか？⇒真空とは何か？分かりやすく図で解説！⇒吸盤が壁にくっつく仕組みとは？⇒ストローで飲み物を吸うことができる仕組みとは？⇒粉塵爆発とは何か？粉塵爆発の原理をわかりやすく図で解説！⇒液体の膨張と圧縮とは？温度によって液体の体積が変化する仕組みを図解！⇒揮発とは？蒸発との違いと意味は何か？なぜ揮発は起こる？⇒浮力とは何か？浮力の原理を簡単に図で解説！⇒死海とは？死海の由来は？なぜ死海は他の海よりも浮くことができるのか？