スプレー缶の中の空気が噴出したとき冷たいのは、圧縮された空気が急に膨張したとき冷えるためなのでしょうか？

質問

スプレー缶の中の空気が噴出したとき冷たいのは、圧縮された空気が急に膨張したとき冷えるためなのでしょうか？

回答No.7

noname#62864

基本的に＃３のご回答のとおりです。
気体は出てきた時に圧力差のために膨張しますが、これは外界に対して仕事をしたことになります。つまり、外部の空気を押しのけるという仕事をしたことになるという意味です。
その仕事に要したエネルギーに相当する熱エネルギーが奪われ、温度が下がるということです。まあ、断熱膨張をわかりやすく(?)言い換えただけですが・・
なお、気体の状態方程式にしたがって気体が膨張することになりますが、温度が下がるのは断熱膨張のためであって、気体の状態方程式に従って温度が下がるというわけではありません。表現がわかりにくいですが・・・

回答No.6

htms42

＃５についてです。

ＰＶ／Ｔ＝一定　の式は物質量が変化しない場合に成り立つものです。
空気が噴き出す前の缶の中と噴き出した後の缶の中とでは空気の量が変化していますから使うことは出来ません。

物質量まで含んだ式　ＰＶ＝ｎＲＴ　は状態方程式と呼ばれています。ｎさえ小さくすればＴを変えなくてもＰは小さくなります。
状態方程式は状態を表す量の間の関係を示しているだけです。どういう道筋でその量が変化したかについては何も分かりません。

ゆっくり空気が漏れている場合であれば圧力が下がっても温度はほとんど変化しません。気体が膨張するときには周囲の空気を押しのけるためには仕事が必要です。普通は加熱することによって膨張します。外部から熱を加えずに膨張すると膨張の仕事に使った分エネルギーが減少しますので温度が下がります。ゆっくり膨張するときは周囲から伝わってくる熱で温度低下は打ち消されます。急激な膨張の場合は周りから熱をもらうのが追いつかないのです。温度低下がはっきりと現れます。それを断熱膨張という言葉で表しています。

自転車のタイヤのバルブを緩めて虫ゴムを抜いた場合も断熱膨張が起こります。バルブの金属部分を指で押さえた状態でやると冷たくなるのがはっきりと分かります。

回答No.5

ngtk

私も＃３のお答えが正しいと思います。
公式で言うとＰＶ/Ｔ＝一定というボイル・シャルルの式になると思います。（Ｐ：圧力　Ｖ：体積　Ｔ：絶対温度）
スプレー缶の中の空気が噴出すると缶の体積Ｖが変わらないのに、圧力が下がるので温度Ｔもその分、下がるというわけです。

回答No.4

noname#160321

＃３のお答えが正しいと思います。^o^

回答No.3

htms42

気体が急に膨張すると温度が下がります。断熱膨張という現象です。逆に急に圧縮すると温度が上がります。断熱圧縮といいます。
水分を含まない乾燥した空気でも起こりますので固体・液体の間の状態変化に伴う熱ではありません。圧縮するときに外部からした力学的な仕事が熱に変わるのです。

回答No.2

kyororo26

気体が圧縮されて液体になるときに、高温を発生します
逆に気体に戻るときには周りの温度を奪います
消毒液(アルコール)を塗ると冷たいのと同じです

回答No.1

miracle3535

その通りです。