• ベストアンサー

ボイルシャルル

樹脂で作られた気密状態のBOXを外部雰囲気を27℃から85℃に変化させてBOX内の温度も85℃になったとき、 BOX形状(体積)がほとんど変化しない状態ではボイルシャルルの法則よりBOX内の圧力は 約1.2倍になっていると思っています。 そのとき圧力が約1.2倍になっているのでBOX内の温度はBOX外部雰囲気温度の85℃より 上昇しているのでしょうか? 教えて下さい。宜しくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • naniwacchi
  • ベストアンサー率47% (942/1970)
回答No.4

熱力学の第1法則をチェックされることをお奨めします。 ΔQ=ΔW+ΔU ΔQ:与えた熱量、ΔW:外部にした仕事、ΔU:内部エネルギーの増加量 いまの問題では、ΔW=0となりΔ内部エネルギーの増加に費やされていることになります。 内部エネルギーは気体分子の運動エネルギーですので、 温度が上がる ⇒内部エネルギーが大きくなる ⇒気体分子の運動が激しくなる ⇒BOX内壁への衝突も激しくなる ⇒気圧が上がる の構図でOKだと思います。 >「BOX内の温度も85℃になったとき」 十分時間が経ったということを表そうとしているとは思うのですが。

kenami1973
質問者

お礼

考えがすっきりしました。第一法則を確認します。 ありがとうございました。

その他の回答 (3)

回答No.3

>外部雰囲気を27℃から85℃に変化させてBOX内の温度も85℃になったとき、 と、ご自身で外部も内部もどちらも85度だと書かれていますが? ご質問の意図がわかりません。

  • jamf0421
  • ベストアンサー率63% (448/702)
回答No.2

もし、外界と熱の出入りがないようにして、ガスを圧縮(断熱圧縮)すれば、昇圧とともに温度があがります。これと混乱がありませんか。理想気体の断熱可逆膨張ならば 投入された仕事(w)=内部エネルギー上昇(ΔU) の関係になり、その値はCvΔTになります。 今回やったことは体積一定の下での昇温で、実験者が決めて27℃から85℃に上げたのです。ガスに対して仕事が投入されていなくて、熱をもらっています。そして 貰った熱(Q)=内部エネルギー上昇(ΔU) になり、その値はCvΔTにはなっています。

kenami1973
質問者

お礼

想定結果を求めて、なんとか温度上昇しないか考えていたため、いろいろ混同していました。 ありがとうございました。

noname#160321
noname#160321
回答No.1

>外部雰囲気を27℃から85℃に変化させて 内部も同じ温度になっていなかったら「恐い」と思いませんか? もし「外部雰囲気を27℃から85℃に変化」させたとき内部が85℃を超えていたらそこからエネルギーを取り出せます。それは明らかに熱力学第二法則に反しています。 なお圧力変化によるエネルギーはまた別なのでそれと混同しないで下さいね。

kenami1973
質問者

お礼

そうですね、一人で考えていて混乱していました。 頭がすっきりしました。ありがとうございました。

関連するQ&A

  • ボイル・シャルルの法則について

    教えて下さい。 理想気体に対する法則として、 ・ボイルの法則:   等温変化の下で体積は絶対圧力に反比例する ・シャルルの法則:   等圧変化の下で体積は絶対温度に比例する と習いました。 これらを合わせた法則として、 ・ボイル・シャルルの法則:   体積は絶対圧力に反比例し、絶対温度に比例する というものが知られていますが、釈然としません。 ボイル・シャルルの法則は、等温変化の下ではボイルの法則に、等圧変化の下ではシャルルの法則になるので、2つを合わせた表現であることは解るのですが、ボイル・シャルルの法則に対しては特に変化の過程に対する条件が示されていません。例えば断熱変化は等温変化でも等圧変化でもないですが、この法則が使えるということになっています。 ボイル・シャルルの法則は、2つの法則の演繹の結果ではなく、実験的に証明されたもの、ということなのでしょうか。それとも考え方が誤っているだけで、実際には演繹から得られる結果なのでしょうか。

  • ボイルシャルルと比例が苦手です・・・・

    ボイルの法則・・気体を半分に圧縮すると圧力が2倍に上がる。ただし、これは気体の温度が一定の場合に限る。 シャルルの法則・・温度が2倍に上がれば、気体の体積Vは2倍に膨張しますね。ただし、これは圧力が一定の場合です。 教えてほしいところ ・なぜ、それぞれ温度が一定または圧力が一定の場合に限るんですか?? ・また、体積が1/2になるとシャルルの法則より温度は体積に比例するので温度変化しませんか?? ・y=axでyが2倍になったらxも2倍になりますよね?? 熱の分野、初学者です。教えて下さい

  • ボイルシャルルの法則についてです

    ボイルシャルルの法則についてです (V:体積、P:圧力、T:絶対温度) ボイルの法則より、 V=K・1/P また、シャルルの法則より V=K'・T これをまとめて、ボイルシャルルの法則 V=K''・T/P となることは納得出来るのですが、 この式のK''はさっきの式のKとK'をまとめたものなので K''=K・K'としていいのでしょうか?また、ボイルシャルルの法則は上2式をそれぞれ個々に説明することができますか?(ボイルシャルルはPとTの情報を含んでいるが、上2式の、Pのみ、Tのみの体積との関係式をボイルシャルルの式で表すことができるのか)

  • ボイル・シャルルの法則

    0℃で0.26MPa(ゲージ圧)である理想気体が、体積が変化しないで60℃になった時の圧力(ゲージ圧力)はおよそ何MPaか。ボイル・シャルルの法則を用いて計算せよ。 宜しくお願いします。

  • ボイルシャルルの法則の直感的理解

    大学受験範囲です ボイルの法則は  「理想気体において 構成粒子の数が一定、温度が一定の時、圧力×体積が一定である」 ということですよね。 これは温度が構成粒子の速さと関係があり 圧力が構成粒子の速さと単位体積あたりの構成粒子の個数と関係がある ということを理解していれば直感的に把握できます。 シャルルの法則は 「理想気体において 構成粒子の数が一定、圧力が一定の時、体積/温度が一定である」 ということですよね。 これも↑と同じように「温度」らが何に由来しているかを考えれば直感的に把握できるのですが ボイルシャルルの法則 「理想気体において 構成粒子の数が一定の時 圧力×体積/温度が一定である」 は直感的に把握できないのです。 参考書等ではA→等温変化→B→等圧変化→Cと段階を踏んで考え ボイルの法則とシャルルの法則を順番に適応し、それを代数的に解く事で解説としていますが じゃあ一気にA→Cと変ったときはどうなるんだ?という疑問も生まれ納得できません (1)ボイルシャルルの法則の直感的な把握の仕方 (2)なぜA→等温変化→B→等圧変化→Cと考えていいのか? じゃあ一気にA→Cと変ったときはどうなるんだ? 以上二点よろしくお願いします

  • ボイルシャルルの法則

    とある問題集にボイルシャルルの法則の問題があり、「一定量の気体の体積は圧力に反比例する」とあり、〇となっていました。しかし、この文章には、絶対温度に関する記述が抜けていると思うのですが、それでも、これは〇になるのでしょうか?

  • ボイルシャルルの法則の熱の出入りについて

    熱力学の法則であるボイルシャルルの法則は PV/T=P'V'/T'でありますが、この時の熱の出入りは どう考えたらよいのでしょうか? 系の内外で熱の出入りがあることを前提としており、 断熱変化ではないと思っているのですが、 それであってますか? 具体例として、シリンダとピストン (例えば、先を閉じた注射器) を考え、ピストンを押し下げると、 シリンダは温度が上がり、熱くなります。 これはシリンダ内の気体分子のエネルギーが 高くなり熱に変わった部分が熱くなるためと思ってます。 ところが、これをボイルシャルルの式に当てはめると 例えば、ピストンを半分押し下げた場合を考えると 圧力は2倍になり、体積は1/2になりますので、 PV/T=(2P・(1/2V))/T'となり、 T=T'となります。つまり温度が変化しないことに なります。実際には温度は上がるはずです。 これはどう説明すればよいのでしょうか? 系(シリンダとピストン)と外部とで熱の出入りがある、 つまり等温変化(でいいのかどうか?)を前提とするならば、 この式は成り立つと思います。 ところが、これが断熱変化だとした場合、 系の内外で熱の出入りがないと思いますので 純粋にシリンダの温度は上がると思います。 この考えであってるのでしょうか? だとしたら、断熱変化ではボイルシャルルの式は 成立しないものなのですか?

  • ボイルシャルルの法則について

    学校で出たボイルシャルルの法則の問題がわかりません(-_-;) (1)温度一定で、2.4atm、500mlの気体を0.80atmにすると、体積は何リットルになるか。(有効数字2桁)   ×  = (2)圧力一定で、-33℃、360mlの気体を0.6リットルにすると、温度は何℃になるか。(有効数字2桁)   = ―――       t+ (3)27.0℃、1atmで250mlの気体を380mmHg、550mlにすると、温度は何℃になるか。(有効数字2桁)   = ―――       t+ どなたか回答お願いいたします!m(._.)m

  • ベルヌーイとボイル=シャルルの法則の法則について

    流体力学をとっておらず、この二つについてさっぱりなので、質問させていただきます。 ベルヌーイの定理 仮定 粘性がないこと 定常流れであること 非圧縮性であること 出典 ウィキペディア ボイル=シャルルの法則 気体の圧力Pは体積Vに反比例し絶対温度Tに比例する PV/T=k この式の左辺は気体の状態に依存しない定数となる。 PV=nRT(nは気体の物質量[モル数]) 出典 ウィキペディア ボイル=シャルルの法則の説明によると、気体の圧力Pはその気体の体積と圧力に依存し、後は定数であるそうです なので、ベルヌーイの定理でよく言われている、「流速が速くなると圧力が低くなる」というのは 流速が速い=単位時間当たりの密度が低い=単位体積当たりの物質量(n/V)が低い という事だと思っていました。 しかし、ウィキペディアによるとベルヌーイの定理は非圧縮性である事だそうです。 非圧縮性の厳密な意味は理解してませんが、ようは細い所を通っても密度が上がらないと言っているように聞こえるんです。 これだと、気体が細い所を通ると流速が上がり、圧力は下がるが、密度が変化しない。つまり気体の物質量は変化しない。 しかし、ボイル=シャルルの法則によると、気体の圧力はPV=nRTで表されるので n/V=P/RT になります。温度が一定と仮定すると、Rは定数ですから圧力が低くなるということは 単位体積当たりの物質量が低い、つまり密度が低くなるということではないでしょうか? これって密度が変化しないことに矛盾すりょうな気がするんです。 何か気づいていない点。間違っている点があれば教えてください

  • ボイル・シャルルの法則の考え方

    先日飛行機に乗っているときに、ボイルシャルルの法則を読みました。 その時疑問に思ったのですが、 乗ってすぐ、心地よい量の空気をいれて首枕を巻いていたのですが、シートベルト着用サインが消えるころにはパンパンにふくらんでしまいました。 わたしのイメージとしては、 機内の温度変化は、体感ではほどんどない 圧力は、枕が首を押し返す力としたら、かなり上昇している 体積は、膨らんでいるので増大している となりますが、この考えだとP,Vが大きくなり、Tが変わらないか、または減少するとしたらなにか合わないように思います。 法則を読んだだけで、よくわかっていないのに質問して申し訳ありません。 でもどうも気になります。 すみませんが、間違っている点など教えてください。