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突然すみません、、変なこと書いてしまって・・・

早速本題です。。ボイルの法則はご存じの通り、
『温度が一定のとき気体の体積は圧力に反比例する』
(温度が一定のとき圧力が増えると体積は減る又はその逆)

ですがここである疑問が出ます。

『気体は圧力を高めて圧縮すると温度が高くなる』ことは知られてますが、
ボイルの法則において圧力を高めて体積を小さくすると温度が上がるはず・・・!!!???温度が一定のはずなのに温度が上がってしまう・・・そっか温度が上がらないように体積を増やせばいいんだ?ん?でもそうしたらボイルの法則の曲線が2次関数に!!
(↑上のように体積を増やしても元の温度まで下がらないことに後から気づく・・・)

質問はこのボイルの法則における『温度の発生』をどう説明するかです。


実はこの疑問には一つの答えがあるみたいです。それは、『ボイルの法則における「
温度が一定」とは「外界からの熱の流入がゼロ」という意味で圧力の変化による熱の変化は考えない』というもの。しかし、私にはこれが正解なのかよく分かりません、、、


そこでこの答えが合っているのかも教えていただきたいのです。。
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A 回答 (1件)

等温変化において成立するボイルの法則を,断熱変化その他の等温でありえない状態変化に適用しようとしたら,矛盾するのはあたりまえです。



>『気体は圧力を高めて圧縮すると温度が高くなる』

これは断熱変化等の場合であって,当然ボイルの法則は成立しません。

>『ボイルの法則における「温度が一定」とは「外界からの熱の流入がゼロ」という意味で圧力の変化による熱の変化は考えない』というもの。

熱の流入がゼロなら断熱変化ですから,当然温度は変わらなければなりません。温度一定と熱の流入ゼロとは異なります。

総じて,熱力学第1法則=エネルギー保存に対する理解があやういようですので,そのへんを学習されることをおすすめします。
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この回答へのお礼

・・・っ!!!!!そっか!!

ボイルの『温度を一定』とは等温変化つまり、体積を変化させるときその変化に応じた熱を外から加えたり減らしたりして温度を一定に保つことだったんですね!!

遅い時間にありがとうございます。。

私、今から出直してきます!

だぁっっーーーー!!

お礼日時:2011/12/17 00:37

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Qボイル・シャルルの法則の問題です。

図のようにピストン付きの容器が床に固定されていて、中には理想気体が入っている。
ピストンにはばねが付いており、ばねの他端は壁に固定されている。
ばねの自然長x、ばね定数kでピストンの断面積はSである。
最初、容器内の気体の絶対温度T、体積Sxで、その圧力は外気の圧力より小さく、ばねの長さは1.2xであった。また外気の圧力はp0で一定である。
1.容器内の気体の圧力をpとすると、ピストンが受ける力のつり合いの式を求めろ
2.容器内の気体の温度を1.6Tとするとにすると、ばねの長さが1.5xとなった。容器内の体積を求めろ
3. 2.のときの容器内の気体の圧力をp1としたとき、ピストンが受ける力のつり合いの式を求めろ

1.はなんとなくわかるのですが、2.をどの法則を使って解けばいいのか分からないです;
それぞれ考え方と式を教えていただきたいです。
よろしくお願いします!

Aベストアンサー

>1が pS=p0S+(0.5x)K
 3が p1S=p0S+(0.2x)k


p0を消去してみてください。
(p1-p)S=-(0.3x)k
おかしいですね。
温度を上げたのですからp1>pです。右辺が負になっています。

問題文に「その圧力は外気の圧力より小さい」とあります。
p<p0です。その不足分をばねで補っているのです。

1.pS=p0S-(0.5x)k
3.p1S=p0S-(0.2x)k
です。
これで(p1-p)S=(0.3x)k
になります。

問題はこれだけですか。
p0、p、p1 の比を求めるというような問題がついていると思います。そうでなければ温度は関係しません。
ばねの伸びからp0>p1>pであることがわかります。

ピストン内部の関係は
1. 温度T,体積Sx、圧力p
3・ 温度1.6T、体積S(x+0.3x)、圧力p1

内部の気体の量は変わりませんので1と3についてボイル・シャルルの関係が成り立ちます。

p0:p1:p=1.8:1.6:1.3です。


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