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水を加圧すると温度はどれくらい上がるの?
alien55の回答
非常に難しい問題ですね。実際に体積一定で加圧するためには、水の温度調整を外部から行えるようにしないとね。 もちろんこの問題は、実際問題ではなく、かなり理想化されたモデルでの話だと思いますが。その理想化がどの程 度のものなのかをもう少しはっきりさせないと回答しにくいです。 水と言っても、それが固体・液体・気体のどれなのかによって変わってきますね。もし気体で、理想気体で考える ならば、 ファンデアワールスの状態方程式 PV=nRT ただし、Pは圧力、Vは体積、nはモル数、Rは気体定数、Tは温度 によって、Vが一定だから、TはPに比例することになり、加圧していくとその圧力増加に比例して温度は上昇します。 しかし、水が液体・固体の場合は、話がややこしくなります(多分iriさんは液体の水のことを言っているんでしょ うね)。液体・固体にも状態方程式というのが別にあります。固体において有名なのは、例えば「Birch-Murnaghan の方程式」です。しかし、この辺の話は、実は最先端の研究に関わることで、はっきりとしたことはいえません。 特に我々にとって非常に日常的な水には色々不思議な点があり、今、高圧の水はホットな話題となっているのでは ないでしょうか。これ以上は解りません、スミマセン。 しかし、イメージを描くだけなら次のようになるのではないでしょうか? もし4℃以上の常圧の水(液体)から出発して温度を上げていくと、体積一定のままで水は加圧されます。 しかし、4℃以下の水の場合は、逆に温度を下げていくと水が加圧されます。水は摂氏4℃で密度が最大だからです。 質問の題名では「水を加圧すると温度はどれくらい上がるの?」とありますが、出発時の水の状態によっては、 温度は下がることもあるわけです。 結局なにもハッキリしませんでしたが、きっちりと温度を求めるためには状態方程式が要ります。
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