断熱膨張

質問

断熱膨張について先ほど質問した者ですが、もう一つ
疑問がでたので専門の方々によろしくお願いします。
地表付近の大気が太陽の熱射で暖められると膨張するのと
上空の断熱膨張とどう違うのでしょうか？

回答No.2

sanori · ベストアンサー

お！　またお会いしましたね　＾＾

「熱射」、つまり、温度上昇については、
気体の状態方程式
内部エネルギー　＝　ＰＶ　＝　ｎＲＴ
で考えます。
熱射を受けると、Ｔが上昇、つまり、内部エネルギーｎＲＴが上昇します。
すると、ＰＶもその分、大きくならないといけません。
そのためには、圧力Ｐを上げるか、体積Ｖを上げるか、（または両方）をしなければいけません。
密封されているわけではないので、周囲の大気の圧力が一定という条件の下では、Ｐを上げることができません。
そこで、Ｖを増やす必要があるわけです。
これが、ご質問文にある「太陽の熱射で暖められると膨張する」ということに相当します。

「上空の断熱膨張」は、（前回も書きましたけど）拡散によって周囲の空気と混ざったり、周囲の空気との熱（エネルギー）のやり取りをするのに時間がかかるので、ある程度の時間までは密閉とほぼ同じと考えることができます。
自分自身の圧力より周囲の空気の空気のほうが圧力が小さいため、自分自身が膨張することによって周囲との圧力差を縮めようとします。
これが「上空の断熱膨張」です。
なお、断熱膨張については、単純に気体の状態方程式で考えることはできません。
ポワッソンの式　ｐＶ^γ ＝一定、ＴＶ^γ ＝一定　などが適用されます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AD%E7%86%B1%E9%81%8E%E7%A8%8B
難しいですけど。

お礼

ありがとうございます。何となくですけど理解できました！
ちなみにご提供いただいたウィキペディアの内容は難しすぎます。。。

回答No.1

Mr_Holland

地表付近での太陽熱による大気の膨張は、加熱による膨張で、この時の周囲の圧力は変わりません。
　一方、大気の上昇などによる断熱膨張は、実質的に熱が加えられず、周囲の圧力が減少することによる膨張です。
　つまり、両者には、加熱があるか、周囲の気圧の変化があるか、という点で異なります。