ペットボトル手洗いの自作術!穴1つで水が止まる仕組みと活用法
今注目を集めている ペットボトル手洗いの自作術!穴1つで水が止まる仕組みと活用法について、多角的な視点をご紹介しています。
「側面に穴をあけたら水が漏れ出し続けるのではないか」と疑問に思う方も多いはずです。しかし、実際に加工したペットボトルに水を満たしてキャップを固く締めると、あけた穴から水は一滴も漏れません。これには大気圧(空気の重さによる圧力)と水の表面張力という2つの物理現象が深く関係しています。
キャップを密閉した状態では、ボトル内部の水が外へ出ようとする力に対して、ボトル外側から穴の開口部を押す大気圧(約1気圧=1013hPa)が押し返します。さらに穴が直径2〜3mm程度と十分に小さければ、水自身の分子が引き合って膜を作ろうとする「表面張力」が働き、外気との境界線で水が保持されます。内部の水が少しでも出ようとするとボトル上部の空気が減圧(陰圧状態)になるため、外気圧とのバランスによって水がピタッと止まるのです。
一方で、上部のキャップを少し緩めると、ボトルの口から外気が自由に入り込めるようになります。ボトル内部の気圧が大気圧と同等になるため、水の自重によって側面にあけた穴から勢いよく水が噴出します。つまり、キャップを蛇口のコック代わりに回すだけで、触れることなく片手で通水・止水を完全にコントロールできる仕組みです。