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🔋C1 Laboratory
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🔋C1 Laboratory
| エネルギー | 流体m〔kg〕あたり | 流体1kgあたり |
|---|---|---|
| 運動エネルギー | 〔J〕 | 〔J/kg〕 |
| 位置エネルギー | mgZ〔J〕 | gZ〔J/kg〕 |
| 圧力エネルギー | 〔J〕 | 〔J/kg〕 |
流体を 輸送するには、流体輸送機（ ポンプや送風機）で、 配管内を流れる流体にエネルギーを供給します。
👨🏫 数式の表現、量の表現流量〔m3/s〕と時間〔s〕を測定することで、 体積を測定できます。 吐出速度を測れば、ガソリンの体積も測れます。
温度、 圧力、 流量、 液位 （ 液面）、 組成 （成分、濃度） は、プロセス変量（プロセス変数）と呼ばれます 1 ) 。 プロセス変量を計測したり、目標値を設定して、 制御したりします。 PID制御などが使われます。
分子が自由に動き回っているのが 気体です。
元素が秩序正しく格子点に固定されているのが固体の 結晶です。
温度や圧力 によって、物質が固体、液体、 気体、 超臨界流体のいずれの 状態を示した図を 状態図と言います。 分子結晶は、昇華しやすく、 イオン結晶は、融点や沸点が高いです。
乳濁液（エマルション）や懸濁液（サスペンション）などの コロイド溶液 を安定化するのに、 界面活性剤が使われます。
液体と固体粒子とが流動性のある泥状の混合物をスラリーと言います。
| 分類 | 流動形式 | 例 | |
|---|---|---|---|
| ニュートン流体 | |||
| 非ニュートン流体 | 疑塑性流動 | ||
| 塑性流動 （非ビンガム流動） | 塗料 インキ マヨネーズ サスペンション | ||
| チキソトロピー | 塗料 インキ | ||
| ダイラタンシー | かたくり粉水溶液 餅 粘土 スラリー 濡れた砂 | ||
流体（ 気体、 液体 など ） は、 ずり応力Sと ずり速度Dで、いろいろな流動パターンを示します 2 ) 。
⚖️ レイノルズ数 Re〔・〕| 分散媒 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 気体 | 液体 | 固体 | ||
| 分散質 | 気体 | 気泡、泡 | スポンジ | |
| 液体 | 【エーロゾル】霧、雲 |
【乳濁液・エマルション】
牛乳、マヨネーズ、バター
|
寒天、ゼラチン、 粘土分散液、【ゲル】 | |
| 固体 | 煙、ＰＭ2.5 |
【懸濁液・サスペンジョン】
塗料、墨汁、絵の具、
泥、
粘土、
スラリー
|
ルビー、色ガラス | |
物質は、 様々な状態を取ります。 混合物のうち、10-8m程度の分散質が分散媒に分散したものを、コロイド溶液と言います。 コロイド溶液中の分散質と分散媒の間には、真の溶液と違って 界面が存在します。 コロイド溶液を安定化するのに 界面活性剤が使われます。
⚖️ 粒径 r〔m〕| 状態 | 密度 | 粘性／弾性 | 物質（材料）の例 | コメント | |
|---|---|---|---|---|---|
| 超臨界流体 | 密度大 | 粘性 小 | ボンベの中、火力発電の ボイラー、ハーバーボッシュ法の反応器 | ||
| 気体 | 密度小 | 粘性 小 | 🏞 空気 水素 アンモニア 蒸気 | ||
| 液体 | 密度大 | 粘性 大 | 水、海水 石油 スラリー | ||
| 固体 | 密度大 | 弾性 |
金属材料
鉄鋼
非鉄金属（銅・
アルミニウム）
石炭 セラミックス（ガラス、陶磁器） 木材 プラスチック |
材料として使う |
気体や液体のような 流体は、備蓄や輸送にタンクやパイプの設備を必要とします。
レオロジー液体を気体にしたり、気体を液体にするには、加熱や加圧と言った、 単位操作が必要です。 たとえば、水から温水や水蒸気を作る ボイラーで加熱します。
👨🏫 化学エネルギーから化学エネルギーへの変換
