「断熱過程」の版間の差分
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キルヒホッフの法則_(反応熱)より一部転記 |
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{{出典の明記|date=2011年11月}}
{{Thermodynamics sidebar|systems}}
'''断熱過程'''（だんねつかてい、{{Lang-en|adiabatic process}}）とは、外部との[[熱]]のやりとり（熱接触）がない熱力学過程のこと。
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<math>\delta'Q =\delta U +\delta'W</math>
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が成り立つ。断熱過程においては <math>\delta'Q=0</math> なので、
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<math>\delta U =-\delta'W</math>
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となる。外部との熱の移動を遮断した状態で系が外部に仕事をすると内部エネルギーが減少し、逆に外部から系に仕事をすると内部エネルギーが増加することを意味している。多くの場合、内部エネルギーが増加すると温度は上昇し、内部エネルギーが減少すると温度は低下する。▼
▲外部との熱の移動を遮断した状態で系が外部に仕事をすると内部エネルギーが減少し、逆に外部から系に仕事をすると内部エネルギーが増加することを意味している。
特に流体の場合、圧縮することは外部から系に仕事をすることを意味し、温度が上昇する（'''断熱圧縮'''）。また、系が膨張して外部に仕事をすると、系の温度が低下する（'''断熱膨張'''）。ただし、膨張する際に仕事をしないようにもできて、これは'''断熱自由膨張'''と呼ばれる。
== 準静的断熱過程 ==
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<math>pV^\gamma =\mathrm{const.}</math>
}}
が成り立つ。断熱準静的過程の間に理想気体がする仕事はポアソンの法則を用いて具体的に求めることができる。Cを適当な定数としてポアソンの法則は▼
▲断熱準静的過程の間に理想気体がする仕事はポアソンの法則を用いて具体的に求めることができる。
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<math>p=\frac{C}{V^\gamma}</math>
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▲断熱準静的に状態 A から B に変化するとき、系が外部に行う仕事は
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<math>
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</math>
}}
である。ここで定数Cは<math>C =p_A V_A^\gamma =p_B V_B^\gamma</math>であり、[[理想気体の状態方程式]]
▲であり、[[理想気体の状態方程式]] pV=nRT と γ=1+1/c を用いて
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<math>
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[[アセチレン]]の燃焼
: C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> + (5/2) O<sub>2</sub> → 2 CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
を考える。アセチレン
定圧熱容量''C<sub>P</sub>'' は温度に対し[[線型]]に変化し、''C<sub>P</sub>'' = ''a'' + ''b T'' と表せると仮定する。さらに系外に熱は出ていかないとみなすと、
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より、
: ''T'' = 4377 K ≒ 4100℃
つまりアセチレンの炎は約
=== 気体の熱容量の温度依存性 ===
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== 関連項目 ==
* [[ポアソンの法則]]
* [[等温過程]]
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* [[定圧過程]]
▲{{Commons|Category:Adiabatic process}}
{{DEFAULTSORT:たんねつかてい}}
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