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加圧（減圧）後の空気圧変動の理由？
stomachmanの回答
手抜き回答で、よくご理解戴けなかったようです。申し訳ない。 確認です。「1000Ｐaに増圧した後、約1分間で200Ｐaの減圧」とは「圧縮後１分経過したとき、大気圧より800Pa高い圧力であった」と解釈しましたが、それで良いんですよね？（よもや「大気圧より200Pa低くなった」という意味じゃないでしょ？） どういう目的の実験だかよく分かりませんが、ただの高校の理科の実験じゃなさそうですね。乾燥空気を800Paまでゆっくり等温圧縮した場合と同じ体積変化になっているのなら温度変化によるものと考えて良さそうです。 ガスの圧力が低いので理想気体と考えて問題ないでしょう。すると （１）断熱圧縮ではP(V^γ)が不変です。（ポアソンの法則。V^γはVのγ乗。）ただし、γ=Cp/Cv＞1、ここにCpはガスの定圧比熱、Cvは定積比熱です。理科年表によると摂氏20度の乾燥空気ではγ＝1.403です。 （２）PV∝T （ボイル・シャルルの法則。∝ は比例を表す。温度Tは絶対温度[K°]です。） が成り立つ。 これらを使って、体積変化から予想される圧力と温度の変化が計算できる。 筋書きとしては、急激に圧縮した（断熱圧縮）ことによって、（１）に従って圧力が体積の1.4乗に反比例して上昇し、このとき（２）によって温度は体積の0.4乗に反比例して上昇します。しばらく待つ内にガスの温度は室温にまで低下し、従って（２）によって圧力が低下します。 しばらく待った後の状態は、温度を一定に保ったままゆっくりと圧縮したの（等温変化）と同じ結果になっている筈ですね。等温変化ではPV＝一定だから、圧力Pが1.008倍になったということは、体積Vは0.992倍になったに違いない。 急激に圧縮したときにはP(V^γ)が一定なので、圧力は（１）に従って(0.992^(-1.4))≒1.011倍に上昇したはず。ゆえに（２）によって、温度は (0.992^(-1.4))0.992 = (0.992^(-0.4))≒1.003倍になった。元の温度が室温≒300Kですから、温度上昇は１度ぐらいという計算になります。 実際に測定された圧力上昇は１割少ない(1100Paではなく1000Paだった）様子。この食い違いがどこから来たかと言うと、一番疑わしいのは熱伝導がやたらに良いヒートパイプを使っていることです。ガスの温度はすぐに下がってしまう。なお、温度計も熱容量があるので、温度上昇にすぐには反応しない。だから温度上昇は１度より少なくなりますね。 実験の目的が分からないので何とも言えませんが、まずはヒートパイプをやめて熱伝導の悪い素材にするだけでもっと綺麗なデータが取れるでしょう。それに温度計の温度分解能はもう一桁か二桁必要ですね。 というわけで、この現象は綺麗に説明がつきます。
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> 手抜き回答で、よくご理解戴けなかったようで・・ ＃とんでもない！ 理解不足は当方の・・ 丁寧に詳細部分まで説明頂き かたじけないです。 ＞大気圧より800Pa高い圧力であった」と解釈しましたが、それで良いんですよね？ ＃その通りです。 ＞というわけで、この現象は綺麗に説明がつきます。 ＃ご指摘が正しいと思います。 この実験は遊びで行っているわけでは無いのですが、私にとっても今までに無い、 微圧制御計測の依頼に答えるため試行錯誤を繰り返していました。 「1000Ｐaをシリンダで・・」と表現しましたが わかりやすくするのが目的で 実際は絞り弁を徐々に開いて常温の高圧空気を送り込んでいました。 （パイプはそのラインが容器環境温度と同じになる目的で・・） 1000Ｐaの増圧以外にも1500Ｐaの増圧や2000Ｐaの増圧も行っていましたが、 増圧の時間が一定でない事，温度計の分解能が不足している事，容器の熱伝導 （交換）が不明な事でＰＶ＝ＲＴ式 だけでは片つかない気がしていました。 こうして ご意見を伺い再度整理する事で問題点が明確化でき、助かりました。 ありがとうございました。