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มัธยมต้น
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なぜ空気を抜くと気温がさがるんですか!!!???

คำตอบ

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_「空気を抜く」から温度が下がるのではなく、空気が詰まっているものから空気を抜くと、「中の空気が詰まった状態から大気圧へと減圧するので膨張して、」その為に、膨張した空気の温度が下がり、空気の温度低下が熱伝導で容器に伝わり、容器の温度が下がるのです。

_空気は、断熱材として使われますね。ですから、膨張する空気は、大気圧の空気に囲まれていますので、近似的に断熱(保温)されています。この様な状態で空気が膨張することを、断熱膨張と言います。

_周りから熱エネルギーを貰わずに、断熱膨張すると言うことは自分の気体が広がる(膨らむ)様に仕事をした、と言うことです。ですから、その仕事をするエネルギーをどこからか調達してこなければいけないので、温度が下がるのです。

_逆を考えて見ましょう。例えば、手押しの空気入れで自転車のタイヤに空気を入れると、空気入れは暖かくなりますね?今回は、圧縮ですから、断熱圧縮になります。
_空気入れのピストンとシリンダーとの摩擦熱も少し関係しますが、空気入れが暖まったのは、断熱圧縮された空気が温度上昇して、圧縮された温度の高い空気が熱伝導して空気入れの温度が上がったのです。圧縮される空気だけを考えると、周りの空気から押されて仕事を受けた事と同じ状態になります。空気だけを考えると熱エネルギーのやり取りはないので、受けた仕事の分をどこかに蓄えなければなりません。そこで温度が上がるのです。

_もっと、ダイナミックな物を考えて見ましょう。
_隕石はなぜ発光するのでしょうか?
_隕石の前面の空気が断熱圧縮されて、気体の温度が上がり、それが隕石に熱伝導して隕石の温度が上昇して発光するのです。空気との摩擦熱で発光するのでは有りません。空気との摩擦熱では殆ど温度は上がりません。
_スペースシャトルを考えてみましょう。耐熱プロックのうち、性能の高い黒いものはスペースシャトルの下面にしか貼っていませんよね?コクピットのガラスはそのままですよよね?下面で空気を圧縮するからです。空気との摩擦熱を考えるなら、下面と上面とはほぼ同じで、揚力を発生させている分寧ろ上面の方が幾分温度が高くないと辻褄が合いません。
_実際には、空気との摩擦熱は殆ど無視てきて、断熱圧縮による温度上昇が支障となるのです。

ハル

ありがとうございます!!!とても参考になりました‼️

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