熱力学で割とよくある問題だと思うのですが、図のように2つに仕切られた断熱容器があるとします。片方にあ

熱力学で割とよくある問題だと思うのですが、図のように2つに仕切られた断熱容器があるとします。片方にある理想気体が充填されており、もう片方は真空とします。このとき仕切りを急に取り除いた場合と、仕切りをゆっくり取り除いた場合とでは、どのような違いが出てくるのでしょうか？

急に取り除いた場合は温度はT1で一定のまま断熱変化するので圧力P1は変化する。ゆっくり取り除いた場合は圧力をP1に保ったまま断熱変化するので温度T1は変化する。
というような考え方は正しいですかね？

ご教授よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2019/06/12 22:59

＞急に取り除いた場合は温度はT1で一定のまま断熱変化するので圧力P1は変化する。

「温度はT1で一定のまま断熱変化する」ではなく、熱が移動する間もなく体積と圧力が変わるので温度も変わります。圧力が下がれば温度が下がります。
熱の出入りがないので、「体積も圧力も温度もみんな変わる」という変化です（変わらないのは内部の熱量）。変化直前直後で熱の出入りがないので「断熱変化」です。

その後で熱がゆっくり移動して容器内部の温度が徐々に周囲の温度と等しくなる、ということです。

＞ゆっくり取り除いた場合は圧力をP1に保ったまま断熱変化するので温度T1は変化する。

ゆっくり取り除いたって、体積が変わるのだから圧力も変わります。
上と違って、どんどん熱が移動して、温度が常に周囲と同じ温度になる状態で「体積と圧力」が変わっていく、ということです。
「温度が一定の状態で、体積と圧力が変わる」という変化です。熱が自由に容器内と周囲とでやり取りされますから「断熱ではない変化」です。

No.2 回答者： n556 回答日時： 2019/06/12 23:10

仕切りが瞬間的に無くなったなら分子の運動速度に変化が無いので温度は変わらない。

仕切りをゆっくり右に動かしたなら仕切りは気体から仕事を受け、気体の分子の運動速度が減る、つまり温度が下がる。

No.3 回答者： konjii 回答日時： 2019/06/13 09:30

断熱膨張と自由膨張の違いを説明したいのですね。

そうすると、仕切の事を正確に定義しないと色んな回答が出ます。
仕切りは滑らかに移動して、質量の無い仕切りの場合。
この場合は自由膨張で温度変化なし。
仕切りは壁を擦りながら移動して、質量ｍの仕切だと
断熱膨張で温度は低下する。
ですね。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2019/06/13 19:15

蓋が充分薄ければ、ゆっくり引き抜いても

エネルギーの消費は無さそうなので、どちらもT=T1 ー定にー票。
勿論理想気体の場合。

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2019/06/14 18:40

断熱容器、これも理想的な、ですね容器の内側の表面ですら熱の吸収もしない。

つまり今存在する期待が持っている熱以外に気体外部からの熱の出入りはない＝断熱状態？。
どちらの場合も気体は膨張しますね、これ断熱膨張に該当しないの？。
部分的に変化し、ゃがて一様になるか、、全体が一様に変化するかだけの相違ではないかと思います。