気体の熱膨張

まとめ

解説

物質を構成する粒子は常に熱運動を行っている。温度が高くなるとこの運動が激しくなり、粒子が占める空間が広がるため、気体全体の体積が大きくなる。実験において、80℃の湯の中に氷水を浸したビーカーを入れると、熱は高温の湯から低温の氷水へと移動する。このとき、時間の経過とともに湯の温度は下がり、氷水の温度は上がって、最終的には同じ温度に近づいていく様子がグラフで示される。計算においては、0℃の空気の体積を基準として、温度上昇に伴う体積変化を算出する。例えば300℃時点の体積を求める場合、温度と体積の比例関係（シャルルの法則の基礎概念）を利用する。さらに、物質によって熱の伝えやすさは異なり、温度計に使用する液体は、温度変化に対して体積が規則的に変化する特性が求められる。