気球とタービンで熱力学

科学技術基礎：機械分野
気球とタービンで熱力学:課題研究
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1.課題研究
(4)蒸気機関車の動く原理をまとめてみよう。
　ＳＬ（スチーム・ロコモーティブ）の名の蒸気機関車は外燃機関で動く代表的な例である。機関外にある煙管ボイラーで燃料を燃焼させ蒸気を作り、その蒸気を機関に送り込んで機械的エネルギー（動力）を生み出す。つまり、ボイラーから送られてきた蒸気はシリンダーに入り、蒸気の圧力でピストンを上下に動かすのである。この上下運動が連接棒とクランクによって回転運動に変えられ、エネルギーとなるのである。これが蒸気機関車の動く簡単な原理である。

(5)ジェットエンジンの動く原理をまとめてみよう。
　まず、ジェットエンジンとは空気と燃料を燃焼させてジェット噴射するエンジンのことである。燃料と空気をシリンダー内に供給して爆発させ、そのエネルギーの一部である燃焼ガスを出力とし、推力・動力に使用する。残りは大気中に排気ガスとして放出する。大量の燃料を消費して高い出力を得て機体を超音速で飛行させることが可能である。ジェット噴射を行うためには爆発的な圧力が必要なので、高圧の空気と燃料を混合して燃焼している。エンジンに取り込んだ空気をコンプレッサーで大気圧比の約30倍にまで圧縮し、それは高温高圧の燃焼ガスとなるのである。

2.感想
　今回、単元名は「熱力学」がキーワードであった。今の我々の生活は熱力学で成り立っているといっても過言ではないくらい、生活の中に自然と熱力学は溶け込んでいる。今までそういったことは全く意識しなかったが、飛行機・ヘリコプターなんかはまさにジェットエンジンで動いているし、少し前の時代であれば電車よりも機関車が当たり前の時代であった。これらは、我々の移動手段にかかせない乗り物であり、私達の生活をとても豊かにしたものの一つである。蒸気機関を考案したワットは、とても偉大であると感じた。次世代の社会を支えていく役割をもつ私達は、一体何が出来るだろう、と考えた。きっとそれは古きを学び、新たな世界観を切り開く事であると感じた。こういった今では少しずつ出番の減りつつある蒸気機関を例にたとえるならば、今回学んで得た知識が次回私達が新たな時代の産物を生み出すための礎となるのである。だから、私は今のうちに学べるだけ学び、より多くの知識を吸収して、新たな発明を自分がしてみたいと、この学習を通して深く感じ、好奇心が芽生えた。

3.参考文献
タイタニックのエンジン
http://ww3.tiki.ne.jp/~awata-a/index.htm#CONTENTS
IHI石川島播磨重工業(株)　ジェットエンジン
http://www.ihi.co.jp/ihi/products/jet/jeteng/index.htm
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