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【読むeラーニング】第2章 大気の熱力学1 〜その8〜「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7の続き)

逆を考えると、温度が変わらないのに圧力が大きくなるということを考えてみると、温度が変わらないで圧力を大きくするにはどうしたらいいかというのは先ほどの気圧の考え方で振り返ってみると、分子同士の衝撃の積み重ねを大きくしなければいけないんですね。しかも温度なしに。ということは壁を小さくして、体積を小さくして衝撃のタイミング、積み重ねを大きくしなければいけないんですね。だから温度が一定の場合に、圧力が大きくなるのであれば体積は小さくなるし、体積が大きくなるのであれば圧力は小さくなるという反比例の関係にあるというのがこのボイルの法則です。これが1つです。

もう1つ、また別のパターンを考えてみましょう。圧力を一定に保った場合はどうなのか、これは等圧変化と言いますけれども、今度は体積Vと温度Tの関係になりますが、これは比例の関係になります。圧力が一定の状況で温度を上げた場合、温度を上げたらワーッと分子の活動が活発になる、そうすると圧力を一定に保つには壁を遠ざけないといけない。暴れん坊の子どもたちがボンボンボンと障子に穴を開けてしまうぐらい圧力が掛かってしまうので、外側の枠、部屋を広くしなければいけない。つまり圧力を一定に保った場合に温度を上げるのであれば体積も上がるわけです。圧力を一定に保つのに体積が大きくなってしまうのであれば温度も上げなければ追いつかないということです

(その9へ続きます)

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