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【読むeラーニング】第2章 大気の熱力学1 〜その12〜「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11の続き)

ごちゃごちゃと言っていきますけれども、要するに気体の温度・圧力・体積というのはこういう気体に特有な定数で結び付けられてその絆、つながりに従って状況が変化しているということなんですね。ちょっと今状態方程式を書き換えてみました。これは理想気体の状態方程式ですけれども、pV=nR’Tと書いてありますが、これを体積Vイコールの式に書き換えてみました。V=nR’T/ρ。

そうすると少しばかり面白いことが分かるんですね。面白いと思っていただけるかどうかは分かりませんが、気体の体積というのは気体の分子数(モル数)によるんですね。逆に言うとモル数にしかよらない。だから窒素だろうが酸素だろうが、この式で考えてみると、同温、同圧の下で同じモル数であれば絶対に同じ体積を占めるんです。もっと別の言い方をすると、同温、同圧、同体積の気体の塊があったら、その中には同じモル数、同じ数の分子とか原子が含まれているんです。それは別に気体の種類にはよらないんですね。という少し面白いというか、そういうお約束があります。

これをアボガドロの法則と言いますけれども、これを踏まえてクイズがあります。「乾燥空気と湿潤空気はどちらが重いか」。乾燥空気と湿潤空気という言葉自体に馴染みがないかもしれませんね。乾燥空気というのは、窒素78%、酸素21%、その他もろもろ、といういわゆる水蒸気を含まない標準大気の乾燥空気のことを言います。湿潤空気は何かと言うと、その中に水蒸気を含むということです。イメージではどちらが重そうですか?多分多くの方は水蒸気とか水分のほうが重いイメージがあるので湿潤空気のほうが重いと感じる方が多いと思うんです。そう思わなくてもいいですよ。全然そう思わなくてもいいのですが、ではそれを先ほどのアボガドロの法則を踏まえて考えてみましょう。

(その13へ続きます)

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