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ハーゲン・ポアズイユの法則とは?

はーげん・ぽあずいゆのほうそく

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ハーゲン・ポアズイユの法則とは、細い管の中を流れる粘性流体の流量が管の半径の4乗に比例するという流体力学の基本法則のことです。

ハーゲン・ポアズイユの法則(Hagen-Poiseuille law)は、細い円管(毛細管)内を流れる粘性流体の流量を表す流体力学の基本法則です。19世紀ドイツ物理学者ゴットヒルフ・ハーゲンとフランスの医師ジャン・ルイ・ポアズイユが独立に導出したことから、両者の名を冠しています。

法則の核心は、体積流量Qが次の要素によって決まるという点です。

  • 管の半径の4乗に比例(半径が2倍になると流量は16倍)
  • 管の両端の圧力差に比例
  • 流体の粘度に反比例
  • 管の長さに反比例

特に「半径の4乗」という強い依存性が重要で、管径のわずかな変化が流量に劇的な影響を与えることを意味します。この法則が成立するのは、流れが層流(乱れのない整然とした流れ)であり、流体が圧縮できない均質な粘性流体である場合に限られます。

応用範囲は広く、医学では血管内の血流計算(動脈硬化で血管が狭くなると血流が著しく低下する理由の説明)、化学工学ではパイプラインの設計、さらにマイクロ流体デバイスや点滴の流量管理などでも参照されます。生物学的・工学的な管内流れを扱うあらゆる場面で基礎的な知識として位置づけられています。

使い方・例文

血管が動脈硬化で半分の半径に狭くなると、ハーゲン・ポアズイユの法則から流量は理論上16分の1に低下する計算になり、この法則は心臓病リスクの説明でも引用される。

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最終更新:

同じ読みのことば

「はーげん・ぽあずいゆのほうそく」と同じ読みで、意味のちがうことばです。

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