断熱圧縮における温度の不自然な上下

質問

学校で空気の断熱圧縮の実験を行ったところ、時間-圧力のグラフが、一度急激に上昇し徐々に平衡状態へと落ち着いたのに対し、時間-温度のグラフでは、一度上昇し、いったん少し温度が下がった後、また、少し上がり、下がって平衡状態になる、という風になりました。

この違いは何なのでしょうか？

友人の一人は、圧縮したときに波のようなものが発生し、その余波みたいなものが来て温度が上昇したのでは、といっていたのですが、それだと、圧力ではなく、温度だけ上昇があった理由がよくわかりません。

アルゴンで断熱圧縮を行ったときにもほぼ同様の結果が得られたので、空気だけにユニークに生じる現象ではないようです。（微妙にアルゴンの場合のほうが温度上昇が少なめでしたが。）

温度と圧力でどうしてこんな違いが出るのでしょうか？
考えのヒントでもよいのでお願いします。

回答No.2

debukuro · ベストアンサー

かなり速く圧縮したようですね
圧力の場合は他に逃げるところがないのに対し温度の場合は熱が実験器具に吸収されます

お礼

その熱で温度計が温められ、ということでしょうか？
だとしたら、確かに説明がつきますね。回答ありがとうございました！

回答No.1

noname#160321

補足を要求します。^^
時間軸と線形だった(比例していた)のは体積減少ですか？
もしそうでないなら、時間と共に何を変化させたのでしょう。
それが分からないと「なんのこっちゃ？？？」です。＠-＠

補足

断熱状態で、体積を小さくしたということです。体積減少は必ずしも一次で減少したとは言えませんが。（ピストンで圧縮した。つまり時間と共にに変化させたのは体積です。しかし、上記の変化が起こったときには、変化させていません。）

圧力、温度とも、シリンダーの先端の局所的なものを測っています。

上記のような圧力と温度の減少が起こったのは、一時的に非平衡状態となり、それが平衡状態に落ち着くときに周りと運動エネルギーのやり取りなどをして減少したということです。（そして、そのときになぜか温度では一回上昇がおこったということです。）