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等温変化で圧力が減る意味がわかりません
N5200model05の回答
気体の分子運動論に基づいた説明をしてみます。 温度とは何かというと、すなわち分子の平均速度です（と思って下さい）。温度が同じということは、平均速度が同じと言うことです。 で、等温変化というのは、シリンダーが動くことで気体分子が失ったエネルギーを、気体の平均速度が落ちないよう、外部からエネルギー（熱）を補充しながら体積を変化させるということ。ここで大事なのは、エネルギーは与えるけど平均速度が変わらないように、つまり与えすぎないように調整されているということです。 さて、それでめでたく体積が２倍になったとしましょう。シリンダーであれば、長さが２倍になるわけですね。ですが、気体の分子の数は変わらず、平均速度も変わりません。であれば、シリンダー方向の往復にかかる時間は倍になるので、分子が衝突する回数は半分になります。で、圧力とは衝突による運動量変化ですから、速度が変わらず、回数が半分なら圧力は半分ということになります。 一般化すると、気体の平均速度（温度）が変わらなければ、圧力は衝突の回数、すなわち密度に比例することになります。密度は体積に反比例します。ですから、圧力は体積に反比例します。 想像ですが、エネルギー（熱）を外部から与えているけど、分子の平均速度が変わらない「ように」エネルギーが与えられている（加減されている）というところが盲点なんじゃないでしょうか。つまり、失った分しかエネルギーは補充されないというのがミソです。
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