等温変化と断熱変化の違い

質問

等温変化：変化の途中において、気体温度が一定に保たれている変化
断熱変化：変化の途中において、その系と外界との間に熱量の出入が無いような変化

違いが分からないのですが…
同じ事を言い換えているだけではないのですか？

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin） · ベストアンサー

断熱変化では温度が変化します。
中学のときに雲の出来方のところでやった（はずの）実験を思い出してください。
注射器の中に湿った空気を閉じ込めておいて、注射器を引くと注射器の中が曇ります。これは、注射器の中の温度が下がったからです。逆に、注射器を押すと温度が上がります。自転車のタイヤに空気をいれたときにポンプが熱くなるのもこれと同じです。
この、注射器を引くと温度が下がるのは断熱膨張で、注射器を押すと温度が上がるのは断熱圧縮です。（もちろん、実際には熱の出入りもありますから、完全なものではありませんが。）

等温変化では、体積変化による仕事の分だけ熱の出入りがあります。

回答No.4

tocoche

みなさんのおっしゃるとおり、
等温変化：　熱の出入りを自由にして、気体温度が一定に保たれている変化
断熱変化：　その系と外界との間に熱量の出入が無いような変化で、温度が変化する
ということです。

ボイルの法則の実験を憶えてますか？
１００ｇのオモリ２個を載せて気体を圧縮した状態から、オモリ１個を取り除くと気体が膨張してオモリを押し上げる。　このときの変化は瞬間的なので熱の出入りは殆どない。　するとオモリを動かした仕事量の分だけ、気体の熱量が消費され温度が下がる。（断熱変化）　温度が下がっているのでボイルの法則の示す体積までオモリは上がりきらないが、時間が経つと外部の熱が気体に流れ込んで少しずつオモリが上がっていき、気体の温度が外部の温度と等しくなったときオモリは停止する。（等温変化。「オモリが止まってから計測しなさい」といわれるのはこのためです）

等温変化のグラフは「反比例」でわかりやすいけれど、それを再現するため時間をじっくりかけることは準静的過程と呼ばれ、エンジンなどをつくる場合では、とても再現しにくい変化になります。

回答No.3

IAC

あまり回答らしいものではありませんが…。

変化にはエネルギが必要なので，等温変化では，系の温度を一定にするために，外界とのエネルギの授受が必要となります。

一方，エネルギの授受のない断熱変化では，（機械的エネルギなどにより）圧縮されれば，温度が上昇します。自転車の空気入れの根元に触れると熱かった経験はありませんか？

回答No.2

ryn

熱量と温度は異なるので2つの変化は違います．

たとえば，ヒーターで空気に熱量を与えると温度が上がりそうですが，
それとともに気体が膨張すれば等温になることもあります．
与えた熱量以上に膨張させると温度を下げることも出来ます．

熱力学第1法則
　Q = ΔU + W
でいうと

断熱変化： Q = 0
等温変化： ΔU = 0

です．