雑学界の権威・平林純の考える科学

　小便器におしっこをすると、意外なほど多くの飛沫が周りに飛び散ります。 飛沫が便器の外に跳ねて床を汚すことも多いですし、（放水作業にいそしむ）自分の服に跳ね返る（いわゆる誤爆してしまう）ことも多いものです。 そこで、そんな時に役立つワンポイント豆知識、小便器で飛沫を飛ばさないコツを考えてみることにします。

　街中の施設中にある小便器に、小便を狙うための「ターゲット」が貼り付けられていることがあります。 たとえば、右上の写真の小便器をよく見ると、向かって左下あたりに「ターゲット」シールが貼られています。 つまり、「この位置に放水作業をすれば、飛沫が飛びにくく、周りを汚しにくい」という位置が、狙いを付けやすいようにマーキングされていたりします。このマーク、貼り付けられている位置を観察してみると、小便器の（左右方向）中央でなく、規則正しく中央からズレた位置に貼り付けられていたりします。これは偶然なのでしょうか？

　いえ、それはもちろん偶然ではありません。この「小便ターゲット」の開発元の「使用方法（シールの貼り付け方）」（例：右に貼り付けた画像）を眺めると、「真ん中を外した、真ん中から１インチ（約2.5cm）左右にずらした位置」に貼り付けるようにとの指示が書かれています。 実はその場所こそが、一般的に、小便の狙いをつけたとき飛沫が周りに飛び散りにくい位置なのです。

　小便が便器に当たった時の飛沫を少なくするためには、「小便が便器に衝突する時、小便が便器壁面に沿った角度で壁面に当たること」が必要になります。そうでないと、壁面に衝突した水滴が、壁面や周囲の水滴から離れてしまい、周りに飛沫として散らばってしまいます。すると、左右方向に関しては、小便を壁面に真っ正面から当てるより、左右に（放水器を）振った方が壁面に対してなだらかに当てることができます。その一方、あまり大きく左右に外れた方向を狙うと、「放水の先が広がり・ハズれ飛沫が増えて」しまいます。だから、左右方向に関して、おしっこで狙う箇所は、真ん中から少し左右に外れた箇所、となります。

　そして、放水の垂直方向も、放物線を描くおしっこが「小便が便器壁面に沿った角度でなるべく（安定して）壁面に当たること」と「放水の先が広がり・ハズれ飛沫が増えないようにすること」を考えると、「水平より少し下目」を狙うのがベストチョイスとなります。だから、左右方向と垂直方向を合わせると、小便器で飛沫を飛ばさないコツは「真ん中を外した左右、そして水平より少し下目」を狙うことだ！となるわけです。

　あなたが男性なら、トイレに入った時、小便器に「ターゲット」が張ってあれば「張り位置」を確認してみたり、ターゲットがなければ、「真ん中を外した左右・水平より少し下目」を狙うようにしてみると良いでしょう。そして、あなたが女性なら、こんな「あなたの知らない世界」を楽しんでみるのはいかがでしょうか。

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参考：Blenderによる水が壁面と衝突するシミュレーション例：１, ２, ３

　台風第１８号が近づき、雨風が強くなっています。 遙か南方の海で生まれた台風が、数千キロメートルもの距離を移動しつつ、どんどん大きく成長していくのは不思議にも感じられます。 しかし、熱帯の海上で生まれた低気圧が「どんどん成長していく」のは、メカニズムを考えてみれば必然です。

　「湿った暖かい空気」は周囲の空気よりも密度が低くいため、上空に上昇すると同時に（上空は気圧が低いので）膨張して温度が（少し）下がります。すると、この空気に混じっていた水蒸気が凝結して水滴になり、その際に「潜熱」が生じます*。この潜熱が、さらに空気を（周りより）温め・密度を下げ、上昇気流や低気圧を加速させていきます。つまり、「暖かい湿った空気が上昇→水蒸気が水滴になり、その時発生する熱が空気を暖める→ますます上昇気流・低気圧の発生が加速する」という風になるわけです。

　…というわけで、暖かくて（暖かい水＝海の上ですから）湿った空気が上昇すると、暖かく・湿った空気は、含んでいる水蒸気を雨粒に変え・熱をどんどん発生させ自らの気圧を下げて、そして成長し続けていくのです。台風を大きく成長させるエネルギー源は、「海上から運ばれた水蒸気が雨粒になる時に生じる熱エネルギー」なのです。…何だか、台風が巧妙な超大型エンジンみたいに思えてきますね。

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* その逆に、水滴が蒸発して水蒸気になる時には熱を奪います。だから、たとえば私たちが汗（水滴）をかいて、その汗が蒸発するときに熱を奪うため、私たちは体の温度を下げることができるのです。

　東京電力福島第１原発の原子炉建屋に地下水が流入するのを防ぐために設置する「凍土遮水壁」に国費投入という記事を読み、凍土遮水壁を維持するために、一体どのくらいお金がかかるのかを知りたくなりました。そこで、今回は、地面の中に凍った土の壁を維持するための電気料金計算をしてみようと思います。

　右上の画像は、地面の中に設置された「凍土遮水壁」周りの温度分布を（とても大雑把に）計算してみたものです。これは、地面を５ｍ刻みで分割して、たとえば地下１０ｍくらいの場所は定常的に１５℃くらいに保たれていて…といった境界条件から、温度分布の定常状態を計算してみたものです。

　すると、「凍土遮水壁」周りでは、１ｍ毎に温度が約１℃変わるといった状態になり、凍土の熱伝導率を（氷と同じ）2.2 (W/m・K)とすると、壁の表面積１平方メートルあたり2.2Wの熱量が凍土遮水壁から出て行くことになる…といった計算を、約1400m×600mの区画を３０mの深さまでの「壁」で囲うことを前提に行うと、全体で５２万８千ワットが必要になるという計算になります。そして、東京電力の従量電灯B契約を見ると、1000Whあたり20円くらいです。そこで、1000Whあたり20円の代金で、５２万８千ワットが１日２４時間１年３６５日をまかなうために必要な電気代は、１年あたり（とても大雑把に）約３０億円です。

　「凍土遮水壁」の維持費用は年間３０億円、１０年で３００億円ナリ…。この金額、あなたなら安いと考えるでしょうか？それとも高いと感じるでしょうか？