空気が膨張すると温度が下がるのはなぜですか？

よろしくお願いします。。

No.8 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2009/04/12 22:56

下がるとは限らないので，質問自体が成立していません．

No.7 回答者： chiezo2005 回答日時： 2009/04/12 22:27

空気が外部の空気を押しのけるという仕事をしたから

温度が下がるというのが一般的な説明でこれはこれで
正しいのですが、もっと直感的に言うと、以下の感じです。

シリンダーに入れた空気をピストンで引っ張って膨張させるという
状態を考えてください。

ピストンに壁に気体分子が衝突しています。
ピストンが動いていないときは、入射したときと同じ速度で
跳ね返ります。
ピストンを引き抜いているときは中の気体分子からみると
ピストンの壁は後ろ向きにすすんでいますから、後ろ向きに動く
壁にぶつかるわけで、跳ね返る速度は入射したときより遅くなります。

つまり、分子の運動エネルギーが減ったことになります。
ということは温度が下がるということを意味します。

（ほんとうはピストンの壁の分子と衝突した気体分子とは
エネルギーのやりとりがあるので上記のとおりには
ならないのですが、ピストンは気体と同じような温度だとすれば平均的には良いと思います。）

No.6 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/04/12 22:06

失礼、エルゴート仮説の方でしたね。

それでは、ＥＭＡＮの物理のページへどうぞ。↓
http://homepage2.nifty.com/eman/thermo/contents. …

No.5 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/04/12 22:01

残念ながら＃２様以外のお答えは少なくとも用語が、ひどいときには完全に間違っています。

あなたは中学生ですか高校生ですかそれとも文系の大学生ですか？
それによってお答えの仕方が変わるのでお示し下さい。
m(_ _)m

No.4 回答者： thirdforce 回答日時： 2009/04/12 21:38

内部エネルギー(エンタルピー）と

プラス、位置エネルギーを加えた（エントロピー）をべんきょうしてください。
空気でなくても、内部エネルギーがあります。温度というエネルギーをもっていて、それが、膨張すると、内部エネルギーが減衰し、そのかわり、
そのエネルギーが、空気の膨張にかわります。エネルギー保存のほうそくです。断熱圧縮、断熱膨張など、もう少し、勉強してください。

No.3 回答者： higetotoro 回答日時： 2009/04/12 21:02

高校ではボイルシャルルの法則を学習すると思いますが、中学の教科書では、「空気が膨張し、温度が下がる」と書いてあるだけです。

気体の分子運動の範囲が広がって、境界面に当たる回数がへることが、温度低下であるとイメージするとよいでしょう。

No.2 回答者： potachie 回答日時： 2009/04/12 21:00

外に対して「仕事」をするからです。

ある閉鎖された部分が持つエネルギーは、変わりません。
膨張するということは、外に押し広げるという仕事をした結果です。
仕事をした分、エネルギーが減ります。エネルギーは温度や力や高さなどで表されますが、この場合、温度が下がることになります。

No.1 回答者： merida-mtb 回答日時： 2009/04/12 20:54

温度というのは、空気中の分子（窒素とか酸素など）が乱雑に飛び交う

ことで生じます。
　つまり、
　　　　　　　　温度＝分子の乱雑さ
　と表せます。
そこで、体積を大きくしてやると、分子が飛び交うことの出来る空間が
増大しますから、乱雑さも減少するわけです。つまり、温度が下がります。
たとえば、朝の満員電車には乱雑さを感じますね？そして、暑苦しいです。
それと同じようなものです。空いている電車では、みんな座席に座り、
乱雑さは感じないし、暑苦しさも感じないようなものです。
参考までに、