空気の圧縮性について。

直径15cm（面積177cm^2)、長さ1mのチューブがありﾋﾟｽﾄﾝで蓋をします、
その中は、半分が鉱物系作動油、半分が空気、温度は10℃とします。
そこで何点か質問をさせて下さい。
１、ﾁｭｰﾌﾞの蓋のﾋﾟｽﾄﾝを押し内部を20Mpaの圧力で圧縮した場合、ﾋﾟｽﾄﾝは1mからどのくらいまで移動するでしょうか？（作動油の圧縮は考えず空気のみで。）
２、1で圧縮した場合（20Mpa),10℃から30℃まで温度が上昇した場合、内部圧力は
何Mpaまで上昇するでしょうか？（これも作動油の温度変化の熱膨張は考えず、空気のみ。）
3,一般的にｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰなどで使用する空気圧縮は1Mpa以下ですが、
何Mpaまで正常に圧縮できるのでしょうか（爆発などしますか？）
圧縮するにつれどのような変化があるか
1MPA、１０MPA,２０MPA、３０MPAでどのように変化するのか教えて頂きたいです。

以上です、できれば1～3まで計算式も教えて頂けましたら幸いです。
詳しい方ご教授くださいませ。

質問者からの補足コメント

• ご回答ありがとうございます。
  質問の主は、実際に高圧がかかる建設機械などの油圧シリンダーで抜けきれないエアがシリンダーチューブ内に残っている事があります。
  この状態で20mpaの高圧がかかる事があります。
  その場合、内部エアはどのようになるか知りたかったです。
  1番のやつ、馬鹿にしてるのあんただけです。
  そんな口悪いと悪口言われますよ？

    補足日時：2016/02/03 22:46

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/02/03 20:54

空気を近似的に「理想気体」とみなして、ボイル・シャルルの法則を適用すれば、計算はできると思います。

ボイル・シャルルの法則：高校で習いますよね。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/4-3-0-0/4-3- …

「３」に関しては、空気の「入れ物」の耐圧との関係で決まる問題です。
20Mpa とか 30MPa がどんな圧力か、ご存知ですか？

大気圧＝1013 hPa = 101.3 kPa ≒ 0.1 Mpa
なので、20Mpa は「約200気圧」です。最新の火力発電所で「超臨界圧ボイラー」と呼ばれるものが、そのぐらいの蒸気圧力で運転されます。30MPa だと、最新鋭火力発電所の「超々臨界圧」と呼ばれる程度の圧力でしょうか。
「空気を圧縮する」という発想ではなく、「熱エネルギーをつぎ込んでそこまで蒸気の内部エネルギーを高める」という感じでしょう。
http://www.power-academy.jp/learn/glossary/id/1109

No.4 回答者： uen_sap 回答日時： 2016/02/05 11:25

条件不足。

チューブの弾性特性がないと解けません

No.3 回答者： oo14 回答日時： 2016/02/04 00:01

断熱圧縮で計算してみてください。

最悪値で考えたら凄い高熱になります。
そこに油ですから発火爆発します。
そもそも、もしそのチューブが壊れたら、空気は急速に膨張してどんなことに
なると思います？何百ｍも重量物が飛んでいくことになります。
そもそも仮定がおかしくありませんか？ふにゃふにゃなシリンダーって。
空気はとにかく抜くというのが前提では？

No.1 回答者： oo14 回答日時： 2016/02/03 20:20

ンなもん。

ボイルシャルルの法則で計算したら？
たしかに空気20MPaは圧縮係数は比例しませんが
そんなの計算に入れたら、バカにばかにされますよ。
たしかに、空気をそこまで圧縮したら、法律違反ですよね。
爆発したら、そして死人がでたら、法的に処罰を受けます。
お前はあほか？といわれつつ。
言っているやつもあほですが。法は法。