スポンジで学ぶ断熱膨張と断熱圧縮【気象予報士試験対策】

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イラスト図解 よくわかる気象学』で気象予報士試験の準備中。

今日は、断熱変化について学習しました。

断熱変化とは?

断熱変化(だんねつへんか)とは、熱の出入りなしに体積が変化することです。特に、熱の出入りなしに体積が大きくなることを断熱膨張(だんねつぼうちょう)といいます。「メシ食ってないのに太ったわぁ」のあの感覚です。逆に熱の出入りなしに体積が小さくなることを断熱圧縮(だんねつあっしゅく)といいます。

緩まれば膨らむ断熱膨張 

空気は上昇すると膨らみますが、これが断熱膨張です。高度が高くなると気圧が下がるので、膨らみます。握りしめたスポンジも手の力を緩めると膨らみます。

空気は上昇により膨張しますが、そのとき空気の温度は下がります。

熱の出入りがないのに?

なんか寒い断熱冷却

熱の出入りがないにも関わらず空気の温度が下がるのは、膨張時にエネルギーが消費されるからです。このときの空気の温度の低下を断熱冷却(だんねつれいきゃく)といいます。 

以上を一言でまとめると、空気は上昇すると気圧の低下によって膨張し、その温度は低下する、これを断熱冷却という、となります。

手を緩めてポンジが膨らんだとき「ふっくらふくらんだー」と独りつぶやくと何となく寒くなりますが、そのイメージです。

握れば小さい断熱圧縮

逆に空気の体積は高度が下がると小さくなりますが、これが断熱圧縮です。断熱膨張とは逆に気圧が上がるので体積が小さくなります。スポンジも握ると小さくなります。 

断熱圧縮時は、断熱膨張とは逆に空気の温度は上がります。これを断熱昇温(だんねつしょうおん)といいます。満員電車な上にさらに電車が小さくなっていくと余計に暑苦しいですね。

気象予報士試験のオンラインスクールの紹介 

気象予報士試験に合格されている中島俊夫氏が書かれた『イラスト図解 よくわかる気象学』を使って学習しています。漫画付きで、とてもわかりやすいです。

【オンスク.JP】 では、この著者による講座をパソコンやスマホで視聴することができます。興味のある方は、試してみてください。

※講師や講座内容は変更されることもあるかもしれないので、各自で内容を確認の上でお願いします。