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エンジン

クルマの心臓部、水冷エンジン

車は、エンジンで燃料を燃やし、その力を使って走ります。このエンジンは、まるで人の心臓のように大切な部品で、水冷エンジンと呼ばれるものが広く使われています。水冷エンジンは、燃料が燃える時に出る熱をうまく冷やすことで、エンジンの調子を保っています。 エンジンの中で燃料が燃えると、ピストンと呼ばれる部品が動き、車が走るための力が生まれます。しかし、この燃焼の過程では、非常に高い熱が発生します。この熱をそのままにしておくと、エンジンの部品が傷ついたり、力がうまく出せなくなったりする恐れがあります。そこで、水冷式冷却機構が重要な役割を果たします。 水冷エンジンには、エンジン内部に冷却水が流れる小さな通路が張り巡らされています。この通路を、冷却水が常に循環しています。エンジンが熱くなると、この冷却水がエンジンの熱を吸収し、エンジンの温度を下げる働きをします。温まった冷却水は、ラジエーターと呼ばれる部品に送られます。ラジエーターは、薄い金属板を何層にも重ねた構造で、熱交換器の役割を果たします。ラジエーターに送られた温かい冷却水は、走行風や冷却ファンによって冷やされた外気と触れ、熱を外部に放出します。冷えた冷却水は再びエンジンに戻り、この循環を繰り返すことで、エンジンは常に適切な温度に保たれます。 このように、水冷エンジンは、冷却水を循環させ、ラジエーターで冷やすことで、エンジンの熱をうまく逃がし、安定した性能を発揮できるようにしています。この冷却システムが正常に働かないと、エンジンはオーバーヒートを起こし、故障の原因となることもあります。そのため、冷却水の量やラジエーターの状態を定期的に点検することは、車を安全に長く乗るためにとても大切です。
機能

摩擦熱の謎を解き明かす

物をこすり合わせると熱くなる、この熱を摩擦熱と言います。摩擦熱は、私たちの暮らしの中で色々なところで見られます。例えば、寒い日に手をこすり合わせると温かくなります。これは、手のひらの皮膚同士がこすれ合うことで熱が生じているからです。自転車のブレーキも摩擦熱を利用した仕組みです。ブレーキをかけると、ブレーキ部品と車輪がこすれ合って熱くなり、その熱によって自転車のスピードを落とします。マッチを箱の側面で擦ると火がつくのも、摩擦熱でマッチの先端が発火するからです。このように、摩擦熱は身近なところで色々な役割を果たしています。摩擦熱は、物が動く力が熱に変わることで生まれます。物が動いている時は、動く力を持っています。しかし、他の物に触れると、動く方向とは反対の力が生まれます。これが摩擦力です。この摩擦力に逆らって物を動かすには、力が必要です。この力の一部が熱に変わって、摩擦熱として出てきます。摩擦熱の大きさは、こすり合わせる物の材質、表面の粗さ、押し付ける強さ、こすり合わせる速さによって変わります。例えば、ざらざらした面同士をこすり合わせると、なめらかな面同士よりも多くの熱が出ます。また、強く押し付けながらこすり合わせると、熱はより大きくなります。さらに、速くこすり合わせればこすり合わせるほど、発生する熱も増えます。例えば、木をのこぎりで切ると、のこぎりと木の摩擦で熱が生じて、木が焦げることがあります。これは、のこぎりと木を強く押し付けて速く動かすと、摩擦熱が大きくなることを示しています。また、冬に車がスリップしにくいようにタイヤチェーンを巻くのは、タイヤと路面の摩擦を大きくして、摩擦熱を発生させやすくするためです。