資料紹介
§１．目的
クレマン・デゾルム(Clément-Désormes)の方法により、空気の定圧、定積両比熱の比 の測定をする。あわせて熱力学についての理解を深める。
§２．理論
? 理想気体の体積を 、圧力を 、絶対温度を 、モル数を 、気体定数を とすると状態方程式
……………?
が成り立つ。 ( は気体の全質量、 は分子量)であるから、単位質量あたりの気体については
……………?
となる。ここで、 は単位質量あたりの体積である。
この式から分かるように、気体に熱を与えると一般に温度の変化だけでなく圧力や体積も変化する。したがって、気体の比熱には定圧比熱 と定積比熱 が考えられる。両者の間には次の関係が成り立つ(マイヤーの関係式)。
， ……………?
ここに 、 は、それぞれ1モルの気体の定圧熱容量(定圧モル比熱)および定積熱容量(定積モル比熱)であり、 は気体分子量である。
一定の理想気体に対して、等温変化については(2)式からボイルの法則
……………?
が成り立ち、また断熱変化においては、(2)式及び熱力学第1法則からポアッソンの式
……………?
が導かれる。ここで である。
?，?式の関係を利用して を測定するクレマン・デゾルムの方法は必ずしも精度の高い方法ではないが、熱力学、分子運動論の理解に役立ち、また歴史的にも興味の深い方法である。
いま第2図に示すような容器に、大気圧 より高い圧力 の気体(空気)を満たす。このときの気体の温度は大気の温度 等しいとする。容器内の気体の単位質量当りの体積を とすれば、気体(単位質量)の状態は第１図のA( , , )で表わされる。次に容器の栓Gを開いて気体を噴出させると、容器内の圧力、温度は各々 ， となり、気体は第1図の状態B( , , )に達する。この変化がきわめて短時間に行われたとすれば、断熱変化と考えることができ、?式によって
……………?
が成り立つ。
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物理学実験 気体の比熱比γ
§１．目的
クレマン・デゾルム(Clément-Désormes)の方法により、空気の定圧、定積両比熱の比 の測定をする。あわせて熱力学についての理解を深める。
§２．理論
① 理想気体の体積を 、圧力を 、絶対温度を 、モル数を 、気体定数を とすると状態方程式
……………①
が成り立つ。 ( は気体の全質量、 は分子量)であるから、単位質量あたりの気体については
……………②
となる。ここで、 は単位質量あたりの体積である。
この式から分かるように、気体に熱を与えると一般に温度の変化だけでなく圧力や体積も変化する。したがって、気体の比熱には定圧比熱 と定積比熱 が考えられる。両者の間には次の関係が成り立つ(マイヤーの関係式)。
， ……………③
ここに 、 は、それぞれ1モルの気体の定圧熱容量(定圧モル比熱)および定積熱容量(定積モル比熱)であり、 は気体分子量である。
一定の理想気体に対して、等温変化については(2)式からボイルの法則
……………④
が成り立ち、また断熱変化においては、(2)式及び熱力学第1法則からポアッソンの式
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