空気入れの物理

寒い朝，自転車に空気をいれる。空気を入れ終わってタイヤを触わってみると

「あれ？ほんのりあたたかい」

ということに気づく。バーナーで炙ったわけでもないのになぜ。ここには，物理が隠れている。

熱力学第一法則

⊿U＝Q＋W 

という法則がある。左辺の⊿Uはタイヤ内の空気の内部エネルギーをあらわす。ざっくり言うと温度の変化分だ。右辺のQはタイヤ内の空気に加えられた熱で，Wはタイヤ内の空気が受けた仕事である。ここでいう仕事とは圧縮のことである。空気の粒はビュンビュンとびまわっており，ピストンで押されることでそのスピードはどんどん速くなる。温度は空気のスピードを数値化したものである。

この法則を日本語に翻訳すると
「空気はあたためられたり、圧縮されると、温度が上がる」ということだ。

空気入れのピストンを押すと，タイヤの中の空気が圧縮され，空気の粒のスピードが大きくなる。

触るとほんのりあたたかいのは空気の「圧縮」が原因だった。