断熱された系で、片方が絶対真空の場合を考えた時、容器A,Bが初期状態では栓があり繋がっておらず、その

断熱された系で、片方が絶対真空の場合を考えた時、容器A,Bが初期状態では栓があり繋がっておらず、その後栓を開け平衡状態になった時、温度は変化しますか？

No.7 回答者： りと0727 回答日時： 2019/02/24 21:51

断熱膨張じゃなくて断熱自由膨張でしょ。

気体は仕事をしていないのでW＝0
断熱されているので外部からの熱の出入りQ＝0
ΔU＝Qin－Wout＝0
内部エネルギーが変化しないので温度は変わらない

No.6 回答者： konjii 回答日時： 2019/02/24 12:00

スーパーのドライアイスサービスは、高圧の二酸化炭素を大気へ放出して、疑似断熱膨張させて温度低下でドライアイスの粉末を作っています。

この時、膨張した二酸化炭素は空気に対して押し広げる仕事をしたので、内部エネルギーが減少して温度が下がったのです。断熱膨張＝温度低下
は条件により変わります。
皆さんの考えている断熱膨張は系がピストンとシリンダーのようになって、ピストンが引っ張られて（又は押して）温度が低下する系を想像していると思います。

No.5 回答者： nouble1 回答日時： 2019/02/24 11:49

他の方も　言っているが、

単純に、
気圧と、エネルギー密度が、
半減すると　推察可能なので、

下がるでしょ、
そらねー。

No.4 回答者： konjii 回答日時： 2019/02/24 11:47

＃３さん

いいえ。仕切りを「シリンダー」にしてストッパーを外せば（これが「栓を開けた」に相当）、シリンダーは「中央→真空だった容器の端」まで移動します。そのシリンダーの動きをシャフトなどで外に取り出せば仕事をします。
この「外部にした仕事」分だけ内部エネルギーが減少するので、温度が下がります。

この場合は断熱膨張系になっていません。エネルギーの出入りの無いのが断熱膨張ですよ。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2019/02/24 10:58

断熱膨張すれば温度が下がります。

エアコンで冷房するときには、その原理を利用しています。

#1さん＞栓を開けても容器Ａのガスは容器Ｂの絶対真空に対してなにも仕事をしません

いいえ。仕切りを「シリンダー」にしてストッパーを外せば（これが「栓を開けた」に相当）、シリンダーは「中央→真空だった容器の端」まで移動します。そのシリンダーの動きをシャフトなどで外に取り出せば仕事をします。
この「外部にした仕事」分だけ内部エネルギーが減少するので、温度が下がります。
「熱力学第一法則」です。

その後、温度が下がった容器内に周囲から熱が入り込みますから、十分時間が経って「平衡状態になった時」には容器内部も周囲と同じ温度（＝栓を開ける前の「平衡状態」の温度）と等しくなります。

（質問者さんへ）
問題文を正しく書き写していますか？
「その後栓を開け平衡状態になった時」
は
「栓を開け、その後平衡状態になった時」
ではありませんか？

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2019/02/24 09:29

断熱膨張ですから温度は変化します。

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2019/02/24 08:38

ＰＶ＝ｎＲＴから。

Ｐの単位はＮ・ｍ⁻²、Ｖの単位はｍ³からＰＶの単位はＮ・ｍ＝Ｊです。
容器Ａにこのガスがあるとし、容器Ｂは絶対真空とします。
栓を開けても容器Ａのガスは容器Ｂの絶対真空に対してなにも仕事をしません、よってＰＶ＝一定になります。
ｎＲＴも一定で、温度に変化はありません。