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【読むeラーニング】第2章 大気の熱力学1 〜その7〜「状態方程式2」

気象予報士講座~第2章 大気の熱力学1「状態方程式2」より

気象予報士講座~第2章 大気の熱力学1「状態方程式2」より

(その6の続き)

状態方程式の続きです。前回やった状態方程式にどんな絆があるのか、本当にそこに絆があるのかというのを確認してみようということで、これが状態方程式でしたね。pV=mRT、またはp=ρRTというのがありまして、このρというのは体積と密度と質量の関係からこちらに置き換えているだけなのでこの2つの式は両方同じ意味ですよというお話をしました。では実際にこの式の中にどんな関係があるのか、意味を考えてみようというのが今回のテーマです。

意味を考えるときに少し難しい言葉を言ってしまうのですが、「一定質量の気体の熱力学的状態を示す圧力p・体積V・温度Tを結び付ける法則」。難しいですね。状態曲線の意味を考える際にこういうふうに考えていこう、どうやって結び付いているのか順番に考えていこう、ということなのです。

1つ目、名前なんてどうでもいいのですが、ボイルの法則って聞いたことがあると思います。ボイルの法則の条件として温度が一定だった場合を考えてみます。温度を一定にした場合を等温変化と言うのですけれども、体積Vと圧力pの関係はどういう関係にあるかと言うと反比例の関係にあります。反比例の関係というのは体積Vが大きくなれば圧力pが小さくなるということです。温度が変わらない状況のときに、もし体積だけ大きくなってしまったら中の分子たちの活動状況が変わらないのに体積が大きくなって壁が外側に行っちゃったら暖簾に腕押し状態ですよね。圧力がどんどん小さくなってしまうんです。壁を押す力が弱くなる、衝撃のタイミングが少なくなるんですね。

(その8へ続きます)

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