2016年4月24日日曜日

ガラス切断実験

 
皆さまこの動画をご存知でしょうか。


水の上に油膜を浮かせ、そこに赤熱したカッターの刃を入れてガラスをオイル面と同じ高さで真っ直ぐに切断するというものです。

最初に見たときは「うそやろ、そんなにうまくいくわけないやんけ」と思いました。そしてその後もずっと考え続けましたがどうしても答えが出ません。要は水と油の熱伝導率の違いを利用して界面部分を急熱していると思うのですが、一般に水と油では水の方が熱伝導率が大きいのです、つまり熱を早く伝えます。よって、薄い油の層の方が先に温度上昇することはないはずなのです。
私の思考が違っているのかもしれませんが。

で、考えるよりもということでやってみました。

ビン。上記動画と大きくは違わないと思っております。食べ終わったシャケフレークの空きビンです。


これをボールに入れて、


ビンに水を注ぎ、


同じ高さまでボールにも水を入れます。


ちょっと見にくいですが、


水の面が同じ高さです。


次に油を、

 ボールに入れて、

上部に油膜を作ります。


カッターの刃はこんなサイズでいいのかな。


これをバーナーで、


加熱します。



では実験です。動画で。

結論。ひびすら入りません。


まったくの無傷です。


条件の違いは多々あると思いますが、少々調整したとことでうまくいくような気がしません。
どうしても頭の中のロジックと整合しないのです。

どなたか実際にやってみた方いらっしゃいますか?
さらに、再現できた方いらっしゃいますか。うまく行った方、ぜひぜひヒントをくださいまし。


追加:
どうしてもあきらめきれずに再度実験してみましたがうまく行っておりません。
「熱伝導率ではなく、比熱の問題ではないか」つまり温度上昇速度の問題なのではないかと思い至り、油の面積(体積)を小さくするためにボールを小さなものに交換し、熱源もカッターの刃ではなく、太いコーススレッドを赤熱したもので再トライしてみました。
ですが、これについても傷一つ入っておりません。

ほんとにできるんですかね。だんだん疑いの方が強くなってきた。

6 件のコメント:

  1. 科学に疎いので間違っているかもですが、
    http://canyouactually.com/how-to-cut-a-glass-bottle/
    ここを見ると太いコーススレッドより、全ての面が浸かる薄くて大きい刃の方が良いような、もしくは油の層を厚くするか。
    いかに油の層だけを熱くするかが重要そうです。
    油と水の境界線で切れるのではなく、油と空気の境界線で切れているようです。

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  2. 御存じかも知れませんが…

    https://www.youtube.com/watch?v=Foahekq5LSI
    日本語解説付き、基本は温度差のようですね。
    ちなみにロシアクォーターに元動画を聞いて貰いましたが、早口過ぎて何言ってるかワカランと言う事でした(汗)

    https://www.youtube.com/watch?v=HqtkddN46AM
    温度差は間違いないようですが、燃やした部分と違う位置で割れてますね。

    これらから推測すると、水は極低温にする、油は超薄く張る、で何とかなりませんかね?

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  3. 連投すいません、↓こんな解説がありました。

    どうしてこうなるの?
    内側の水で冷やされているガラス瓶に外側から急激な温度上昇を与えることで「熱膨張」を発生させているという。ガラスはじん性(粘り強さ)が低い為、膨張に耐え切れずひびが入り、そこから一気に破断されるのだそうだ。油は温度上昇を一気に加速させる手助けをしているという。

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  4. 木工で面白いことをやっている人の動画ですが、
    同じようにガラス瓶を温度差で綺麗に割ろうとしていましたが
    結局うまくいかなかったようです・・・。
    https://www.youtube.com/watch?v=_bwmt9XAVzc

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  5. いつも楽しみに拝見しております。
    やり方の問題で、ひもに油を染み込ませ着火し急冷する方法と同じだと思われます。
    実際は火が着いているのではないでしょうか?

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  6. たくさんの皆さま、コメントありがとうございます。

    どっかに同じ系での追試の報告とかありませんかね。
    いちばん上で匿名さんにご紹介いただいている
    http://canyouactually.com/how-to-cut-a-glass-bottle/
    が近い実験と思いますが、これって水は関係ないですよね、割れているのは油と空気の界面です。
    できるとして解釈するならばそれなりの理由付けはできると思いますが、実際にできないと意味ありませんしね。その辺STAP細胞とおんなじです。
    昔から円筒のガラス管を切断する方法としては匿名さんご紹介の紐を使った方法が有名です。
    また私が大学の時に当時の助教授だった先生に教えていただいた方法は、円筒の一部に鋭い傷を入れ、その横に炎であぶって赤熱したガラス棒をあてて割るというものです。先生の鮮やかな技に感心したのを覚えております。
    これらはいずれもガラスの一部を急熱してそれをきっかけにヒビを入れるというものです。
    今回実験したこの方法が同じ原理に基づくのであれば、単に油が火をつけた紐の代わりになったということです。この場合、油の層は薄いよりも厚い方がよいように思われます。)
    油の層を厚くすれば匿名さんご紹介の動画と加熱する部分の内外がひっくり返っただけと言えます。

    そのうちもう一度実験してみたいと思います。

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