＿①、『●拡散のスピードは、温度が高いほど熱運動が激しくなるため、速くなる。』→ある条件下では合っているし、ある条件下では間違っています。
＿②、『●暖かい気団と冷たい気団では冷たい気団の方がスピードが速い。』→極めて限定された条件の下では正しいです。
＿③、『拡散と気体が動くスピードは全く別物なのでしょうか？』→別物である場合の方が多いでしょう。然し、限定された条件下では同じ物です。
＿④、①は、化学の熱化学基礎でのお話しなのかな？と推測します。この場合、気体の系(≒気体の全体としての塊、システム。)としては、シリンダー等の容器に閉じ込められた系を考えていて、温度・圧力は、一様(≒気体のどの部分を取っても同じ。)である、と、と言う前提の下に理論を組み立てています。この場合、「気体が動くスピード」とは、気体分子(単原子分子を含む)の動くスピードに他ならず、拡散と気体の動くスピードとはほぼ同じ概念を意味しています。
＿⑤、大学で化学を学べば、化学工学で境膜と言う考え方を学ぶでしょう。そこでは、温度が一様ではない閉じ込められた系を議論します。そして、そこでは、温度自体ではなく、温度差が気体の拡散に大きく関わる、と言う結論に至ります。
＿⑥、大学で気象学を学べば、気体シミュレーションやら、接地微気候やら、で、ブシネスク(ブジネスク)方程式と言うものを学ぶでしょう。そこでも、温度差が気体の拡散の大きな要素(パラメータ)であると、知るでしょう。
＿⑦、閉じ込められた系を考える、と、言うことは、物理で言えば、容器は、動く電車であり、容器の中から観測した非慣性系である、と、言うことです。
＿化学実験では、容器が静止しているので、あたかも、外から観測している様に錯覚してしまいますが、それは、偶々(たまたま)容器が静止しているだけに過ぎません。
＿⑧、②、は、中学理科か、地学か、の、寒冷前線の説明であるかな？と推測します。温暖前線の説明は、暖かい気体の方が速度が速かったですよね？ですから、極めて限定された条件下での話しです。
＿気団を電車やらシリンダー等の容器やら、で喩えると、単に、速い電車(急行電車)か、遅い電車(各駅停車)か、の違いでしか有りません。
＿気象では、風が気体を動かす一番大きな要因なのです。しかし、気体が動く事に依って風が生じるので、複雑になるのです。
＿科学とは、絶対に正しいものがある、訳ではありません。
＿ある条件の下で、矛盾のない考えを見つける学問なのです。場合に依っては、結論よりも、条件・仮定の方が重要な事が有ります。
＿コロナ禍で、感染の拡大が予想通りにならなかった時、その人の理論が間違っている場合も、理論は合っているけれども仮定が間違っている場合もあるのです。
＿例えば、東海沖地震の、今後30年間に東海沖地震が発生する確率が88%と言うのは、単に直近5回の大地震の間隔だけから、推測しているに過ぎません。これから、50年間東海沖大地震が起きなければ、この確率は徐々に減って行きます。歪みエネルギーは大きくなっていくにも拘わらず、です。前提となる直近5回の東海沖大地震の間隔から、次の東海沖大地震の発生時期が予測できる、と言う、前提となる仮定条件が疑わしくなって来るからです。
＿ですから、前提となる条件・仮定をいつも心掛けて下さい。
＿理系に進まないのであれば、或いは、化学と地学と、の、どちらかを選択しないのであれば、大学受験だけを考えるのであれば、『拡散と気体が動くスピードは全く別物』である、と、思っていても良いでしょう。
＿それから、大学受験で地学選択するのであれば、気象をもう少し勉強しましょう。
＿基本的な抜け・不理解がある、と推測します。
基本がなってなくてすみません💦今年高校に入学する者で、塾にも行っていないので、まだ理解が深められていない状態です。なので、これからも変な質問をしてしまうかもしれませんが、よろしくお願いします🙏
＿気象の話しは、中学理科での理解が足りないよ、と、言う話し。
＿先ず、気体同士は混ざりにくい。それを殆どの、学校で教えないから、理解が進まない。
＿逆に、理解しなくても、暗記である程度対処できるから、それで理解した、と、思ってしまう。
＿流れ星が、空気摩擦で光っている、と、思っているのなら、大間違い。
＿中学理科で、雲が出来る仕組みを習って、数ヶ月経ったら、あれ？流れ星が空気摩擦で光るのは可笑しいだろ？と、自分で気づく。運が良ければ、なぜ光るのか、その理由が自分で分かる。
＿雲のできる理由を唯、暗記していたのでは、入試の問題は解けるかも知れないけれども、その気づきには至らない。
【雲の出来きかた。】
＿キーワードは、断熱膨張と、飽和水蒸気と。
＿①、「空気は混ざり難(にく)い。」
＿アイス・コーヒーにガム・シロップを入れる時、よく掻き混ぜないと、下の方(後で飲む方)が甘ったるくなりますよね？よく混ぜたつもりでも、鋼板甘ったるくなる事も有ります。液体とか、気体とか、は、たんたん さんが思っているよりも、ずっと、混ざり難(にく)いのです。
＿ですから、台風とか、熱帯低気圧とか、の強力ぐるぐる撹拌機がないと、よく混ざりません。
＿結論、空気とか、液体とか、は、たんたん さんが思っている程簡単には混ざらない。強い撹拌がないと、混ざらない。
＿②、「空気は高性能の断熱材。」
＿②、二重窓とか、ダウン・ジャケットとか、羽毛布団とか、空気は熱伝導率が悪いので、断熱剤として使われていますよね？
＿ですから、空気塊が短時間に場所(座標)を移動した時、短時間であれば、周りの空気が断熱材になって熱の出入りはなかった、或いは、誤差の範囲内であって無視できる、と考える事が出来るのです。
＿ですから、断熱して膨張した、と考える事が出来るのです。
＿すると、ボイル・シャルルの法則によってて、容積・気圧が限定(≒指定)されているので、温度が下がらざるを得ない訳です。
＿そして、ここで、温度とは、周りから与えられて変化するものではなく、物質が本来持っている状態を表すものである、と、いう事に気付いて欲しいのです。
＿物体を加熱して、熱エネルギーを与える、物体を冷却して、熱エネルギーを奪う、と、言うことは、物質に付けた値札を貼り替えることではなく、物質の状態を変えてしまう事である、と、気づいて欲しいのです。
＿絶対温度0Kとは、物質の持っているエネルギーが最小となった状態である、と、分かって欲しいのです。
＿(なお、漫画とか、ライト・ノベルとか、では、絶対温度0Kでは、全てが氷付く、とか、時々、書いていますが、例えば、ヘリウムとかは、1気圧ては、0Kでも、液体のままです。数十気圧の高圧にならないと、ヘリウムは、0Kにしただけでは、固体になりません。振動しています。全ての物質は、0Kでも、振動エネルギーを持っています。)
丁寧にありがとうございます。ですが、結局何が言いたいのかがわかりません💦
＿①、化学の熱力学では、閉じられて、静止した、圧力・容積が一定と言う、前提条件の下で考えている。気体の塊全体としての動きは、ないとして考えている。気体分子の動きは、金属の中の自由電子の動きと考えると良いのかも知れない。(実際には違うけれども。)気体の塊全体としての動きに相当する、金属の塊としては、動いていない。自由電子は動いている。自由電子の動きは、温度に依って変わってくる。(気体分子の熱運動とは逆に、自由電子の動きは、温度が高くなると、自由電子の動きは阻害されるけれども。)
＿②、気象で考える気団の動きは、①で喩えると、金属の動き。詰まり、気体の塊全体としての動き。シリンダー等の容器に入った状態の空気がその儘、容器に詰まった儘、動いている。何故なら、気体は、混ざり難(にく)いから、数十分〜数時間の短時間であれば、(台風とかが近くになければ)混ざらないから。
＿③、特に、気体の温度とは、周りから与えられて(熱伝導して)温度が決まるのではない。何故なら、気体は、周りも気体であれば、断熱されるのだから。そして、気圧・容積が与えられれば、気体の温度は、決まってしまうのです。液体・固体の場合とは違います。
＿液体・固体の場合は、温度による容積変化が小さいので、気体の状態とは違い、圧力・容積で温度が決まってしまうことはありませんが、気体・液体・固体、何れの状態であろうと、温度とは、物質の構成粒子の熱運動の状態を示す物理量なのです。物質が本来持っている状態なのです。
＿雲が出来る場合とは逆に、気体を断熱圧縮すると、温度は勝手に上昇します。自転車の手押し式の空気入れで、タイヤの空気を入れると、空気入れの温度が高くなりますよね？
＿摩擦で温度が上がっているのではありません。タイヤに空気を入れない状態で、大気中に空気を逃しながら、空気入れを動かしても、殆ど空気入れの温度は上がりませんよね？摩擦による温度上昇は小さいのです。しかも、これば、空気入れの。中の、シリンダーとゴムとの摩擦であって、空気摩擦ではありません。
＿流れ星が高速で移動すると、空気が流れ星に依って押しつぶされます。断熱圧縮です。これに依り、流れ星前面の空気の温度が上昇し、それが、熱伝導・輻射熱で流れ星に伝わり、流れ星の温度が上昇して流れ星が光るのです。
『続く』
「つづき」
＿気体同士は温度を伝え難いですが、気体と固体もは、それなりに温度を伝えます。羽毛布団から出たら、寒いですよね？
＿流れ星での空気摩擦による温度上昇は殆どぜろ0(ゼロ)です。
＿摩擦熱に依る温度上昇は、（物体にはたらく動摩擦力の大きさ）×（移動した距離）です。単位時間ではなく、移動距離で考えるのならば、速度が速かろうと、遅かろうと、発生する摩擦熱の大きさは一緒です。
＿スペース・シャトルの黒い、より高性能の耐熱ブロックは、下面にしか、貼っていませんよね？(白い耐熱ブロックはほぼ全体に貼っているけれども。なんなら、操縦席窓は、その儘ですよね？)下面で空気を押し潰しているからです。
うーん…。わかったような、わからないような…。結局は条件によって違うということですか？理解がなかなか追いつかないです💦