液冷式の自動車エンジンには、エンジンとラジエーターの間にサーモスタットと呼ばれる小さな装置があります。ほとんどの車のサーモスタットは、直径が約2インチ(5 cm)です。その仕事は、エンジンが暖まるまでラジエーターへの冷却液の流れを遮断することです。エンジンが冷えているとき、冷却液はエンジンを通って流れません。エンジンが動作温度(通常は約200°F、95°C)に達すると、サーモスタットが開きます。エンジンをできるだけ早くウォームアップさせることにより、サーモスタットはエンジンの摩耗、堆積物、排出物を減らします。
サーモスタットをテストする機会があれば、サーモスタットは不可能に思えるので、見るのは素晴らしいことです。ストーブの沸騰したお湯の鍋に1つ入れることができます。それが熱くなると、そのバルブは、明らかに魔法によって、約1インチ開きます!これを自分で試してみたい場合は、自動車部品店に行き、数ドルで購入してください。
サーモスタットの秘密は、デバイスのエンジン側にある小さなシリンダーにあります。このシリンダーは、おそらく華氏180度で溶け始めるワックスで満たされています(さまざまなサーモスタットがさまざまな温度で開きますが、180°F / 82°Cが一般的な温度です)。バルブに接続されたロッドがこのワックスを押し込みます。ワックスが溶けると、ワックスは大幅に膨張し、ロッドをシリンダーから押し出し、バルブを開きます。温度計のしくみを読み、ボトルとストローで実験を行った場合は、同じプロセスが実行されているのを確認できました。ワックスは、熱から膨張するだけでなく、固体から液体に変化するため、たまたまかなり膨張します。
これと同じ手法が、温室の通気口や天窓の自動オープナーでも使用されています。例については、このページを参照してください。これらのデバイスでは、ワックスはより低い温度で溶けます。
これらのリンクは、詳細を学ぶのに役立ちます。
- 車の冷却システムのしくみ
- 家庭用サーモスタットのしくみ
- 温度計のしくみ
- エデンプロジェクトのしくみ
- GMグッドレンチビデオ
初版:2000年4月1日