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経済・仕事(知的財産・モノ作り)・科学、ポジティブシンキング(モチベーションup、メンタルヘルス)、地球環境、歴史、ゴルフ・野球、囲碁・・・手当たりしだいに理詰めで追求!
by hugoniot
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相転移とは?(非線形現象、複雑系)

相転移とは、「突然の状態変化」のこと。
            「非線形現象」と呼んでも良いです。

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~いろんな非線形現象~

・三相(例. 氷/水/水蒸気)、三重点、超臨界・・・物理変化

・第四、第五の相 (液晶、プラズマ)

・結晶構造、自己組織化

・層流と乱流

・化学変化

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水を20℃から 19℃→18℃→・・・・5℃→4℃・・・1℃→0℃→-1℃・・・と下げる。
4℃と0℃が 相転移点。
 *4℃までは冷やすほど密度が上がる。 それより冷やすと密度が下がる。
 *0℃以上は液体の水。 0℃より低くなると固体の氷。 見た目からして明らかに違う。

水を90℃から 91℃→92℃→98℃→99℃→100℃→101℃・・・と上げていく。
100℃が相転移点。
 *100℃未満は液体の水で存在できる。 100℃以上は気体の水蒸気になる。
      (ただし、大気圧下の場合です。 
         ・高圧下では、101℃の水もある。
         ・低圧下では、99℃でも水ではいられず 水蒸気にならざるを得ない。)

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温度によって ”固体⇔(液体)⇔気体” と状態変化するのは超有名。
中学生でも 次の言葉を知っている。
 *融解⇔凝固、沸騰⇔凝結、昇華 という 各相の状態変化を表す言葉
 *融点、沸点、昇華点という 相変化が起きる温度を表す言葉

これは 立派な相転移であり、非線形現象です。

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他にも多くの非線形現象がありますが、怖がる必要はありません。

特に、水の4℃における相転移を理解していれば大丈夫。
摩訶不思議ですよ。 この現象は・・・。。

ふつう、
冷やす=原子の運動速度が小さくなると、1原子が動ける=占める空間は小さくなる。
つまり体積が小さくなる。
・・・・
でも、体積が小さくなっても 中にある原子の重さは変わらないので 密度・比重は増す。
要するに ズシリと重くなる。
・・・・
 *ふつう冷やしていくと、ドンドン比重が重くなる。
 *冷やすと 気体→液体→固体へと変化する。
・・・
よって、固体を液体に放り込むと 沈むのが当たり前。
なのに、氷(固体)は水(液体)よりも密度・比重が軽くて浮かぶ。


なぜ??
  → これを考えるようになったら もう最先端の科学者みたいなもの。
     逆に言えば、
     ここくらいまで考える意気込みさえ持っていれば、どんな仕事も怖いものなし。

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今は 揚力・失速のあたりが産業的に見て 面白いと思います。
    層流⇔乱流の相転移メカニズムを解明することが キーポイント。

そばのコラムに書いてありますので、興味があれば どうぞ。
 
by hugoniot | 2007-03-12 12:15 | 科学
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