20.14
システムの内部または外部に熱伝達がない熱力学プロセスは、断熱と呼ばれます。
したがって、熱力学の第一法則によれば、内部エネルギーの変化は断熱過程で行われる仕事のマイナスです。
たとえば、断熱チューブで構成されるファイヤーピストンは、一方の端が閉じており、もう一方の端には可動プランジャーがあります。
チューブ内に綿球の小片を入れ、プランジャーを室温で急降下させると、熱を加えていないにもかかわらず綿球が発火します。これは断熱圧縮が原因で発生します。
ここで、体積が減少すると、行われた仕事は負になり、したがって、内部エネルギー変化は正になり、それに対応してガス温度が上昇する。
逆に、冷やした炭酸飲料のボトルを開けると、ボトルに閉じ込められたガスが断熱膨張を起こし、結果的に仕事がプラスになります。
その結果、内部エネルギーは対応する温度低下とともに減少し、蒸発した蒸気が目に見える雲に凝縮します。
理想気体が断熱的に、つまり熱を加えずに圧縮されると、仕事が行われ、その温度が上昇します。 断熱膨張では、気体は仕事をし、温度が下がります。 断熱圧縮は実際に自動車のシリンダー内で発生します。そこでは、ガスと空気の混合気の圧縮が非常に急速に行われるため、混合気が周囲と熱を交換する時間がありません。 そ…
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