42AM29｜第42回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

1

この問題のポイント

毛細管上昇の高さは、管の内径に反比例します。

解説

水がガラスをぬらすと、表面張力の鉛直成分が液柱の重さを支えます。円管での毛細管上昇は、h = 4γcosθ／（ρgd）で表されます。

γ、接触角θ、密度ρ、重力加速度gが一定なら、hは内径dに反比例します。dが小さいとhは大きく、dが大きくなるほどhは0へ近づくため、反比例曲線の1が正答です。

図で見るポイント
上図では内径dと液面上昇hの位置を確認します。選択肢の全グラフは横軸d、縦軸hで、1だけが小さいdで急に大きく、大きいdで緩やかに低下する反比例形です。

選択肢の確認

1．
図選択肢です。
正しい。
右下がりで次第に傾きが緩くなる曲線で、h ∝ 1／dを示します。

2．
図選択肢です。
誤り。
hがdに対して直線的に減少する図で、反比例関係ではありません。

3．
図選択肢です。
誤り。
dが大きくなるほど低下が急になる曲線で、反比例曲線の傾きと逆です。

4．
図選択肢です。
誤り。
dの増加とともにhが増加して飽和する図で、毛細管上昇とは逆の関係です。

5．
図選択肢です。
誤り。
dの増加とともにhが加速して増える図で、h ∝ 1／dに一致しません。

覚えるポイント

• 毛細管上昇は表面張力で生じます。
• h = 4γcosθ／（ρgd）です。
• 内径が細いほど液面は高く上昇します。