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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？

2008/01/07 19:19

golliwog
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化学
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noname#62864

2008/01/08 08:59 回答No.7

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・・・

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htms42
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2008/01/08 08:58 回答No.6

＃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。

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