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ピストンに気体をいれ、引いたり押したりすると、中の温度が変化するようですが、Q=U+Wの式らしいのですが、
もし中に液体を入れたとしても、エアコンもそうですが、この現象が起こるような気がするのですが、その場合も気体と同じような式になるのでしょうか。

少し乱雑ですがよろしくお願いします。

A 回答 (3件)

ご質問の趣旨は


「液体の断熱膨張で観測される程度の温度変化が起こるだろうか」
ということだと思います。

液体は圧力を加えても体積の変化がほとんど起こりません。
W=PdVですからdVが小さければWが小さいです。
生じた温度変化が観測にかかってくるというレベルではないだろうと思います。
エアコンの内部では強制的に気化させています。
気化熱としての熱移動と断熱膨張による熱移動の両方が起こっています。
ピストンの付いた容器の中に水が入っている場合、断熱的に圧縮しても温度上昇はほとんど観測されません。断熱的にピストンを引いた場合は気化が起こりますから温度が下がります。気化の起こる速度よりも速くピストンを引くと断熱膨張になるでしょう。

参考
液体の圧縮率の値はいくつかが理科年表に載っています。
κ=-(1/V)dV/dP
で 1気圧、20℃の水の場合、
κ=0.45×10^-9/Paです。

1気圧の理想気体の場合、1気圧増やすと体積が半分になりますから
κ=1/2です。

極端に値が異なりますね。
液体状態での断熱圧縮、断熱膨張による温度変化は起こらないとしていいでしょう。
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一般に 液体は非圧縮性流体で温度に依存した膨張しかしませんから 断熱膨張と言って良いのか ?


気液混合状態なら 気体の挙動が現れます
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液体だろうがなんだろうが


断熱膨張はするでしょう。
dQ =0 
dV>0
で変化するだけ。
もちろん divu=0 の物質もあるだろが。
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一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
つまり、単相では、どちらかの方向に“起動トルク”を与えれば、回転方向が決まります。

三相は、それぞれ120度の位相差を持った“単相”を三つ重ねたものです。
この特徴は“回転磁界”を伴う事です。最初から回転する特性を持っていますので、起動トルクを加える必要がありません。
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以上の説明は、図に描かないと非常に理解し難いものなのです。
できれば書店で電気の“交流理論”に関する参考書をお求めください。
それを学ばれてから、今一度理解できないところをお尋ねいただいた方が良いと思います。

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
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