俺はあの雲のように、自由気ままに生きるのよ_rika note
タイトルは「雲のジュウザ」のセリフです。
問題としては「断熱膨張」の話
個体、液体、気体の3態、温度と圧力の関係の実用版ですかね。
原理的には高校化学の内容かもしれないが、現象については中学の範囲のようです。
またさ、なんか名前がよくないよね。
断熱膨張ってのは、
熱に関するエネルギーの授受をしない（ここが断熱）で、
体積変化（膨張含む）をさせると、
温度が変わるんや！
という現象の話です。
温度変わっとるやんけ！とツッコんでは先生も困っちゃう。
「まいっちんぐぅ」ですね。
エネルギーの授受をしないでという条件ってのがイメージしにくいよね。
断熱膨張の問題
断熱膨張ってこういう問題で出るようです。
密閉空間とシリンジを繋いで、同一温度環境下で圧力を変化させる実験デス
特大注射器をギューン！ってひくんすわ。
→ 体積が増える＝圧力が下がる
→ フラスコの中の温度が下がる
→ 下がった温度と飽和水蒸気量の関係で、水滴が発生する
実際に温度がどれくらい下がるのかは、結構動画になっていますよ。フラスコのサイズにもよりますが、理科の実験でできるのは0.3℃くらい下がります。
ちょ、待てよ！騙されるな！
まぁ、「体積が増えると温度が下がる」って覚えちゃってもいいと思います。でもさ、なんで？って思うじゃん。（思って！）
ちょっと、昔の記事を思い出してほしいんですが、
盗んだバイクで走り出す熱いヤツの話
狭い世界で荒くれものだったオザキもさ、
広い世界に一人放り出されたときに、冷めるんだよ。
当たり散らす相手の距離が遠くなれば、自然と怒りも収まるというか。
体積が増えるってことは、分子同士がぶつかる頻度が減るんだよね。
衝突が減ると、温度って下がるのさ。（逆もそうで、温度を下げると分子の衝突が少なくなる）
別の例えしようか。
めちゃくちゃ仲の悪い兄弟を狭い部屋に入れておくと、ずっと喧嘩するじゃん。だから、部屋を分けるとか、物理的に距離を置いてやると不思議と衝突が減るんだよね。冷めるんだよ。
実際はそういうことが起こっているんだけど、中学ではその理解までは必要ないかも。
困ったら逆を考えてみよう
まぁ、何を逆とするかにもセンスあるのかもしれないんだけど、
フラスコの実験でね、フラスコを温めたらどうなる？
空気が膨張して注射器がどんどん引かれていくよね。
そう、この実験ってね、温めると空気が膨張するよ！の逆をやってるの。
先に膨張させると、その膨張させるために必要だった温度だけ下がるよ。
温度と体積（圧力）の関係は双方向で作用するよねってことを言いたいの。
この温度変化と飽和水蒸気量によって水滴（雲）が発生するのだ。
曇ってさ、高いところにしかないよね。
気圧が低いから、体積も大きくてさ、気温も低いのよ。
悪ガキ6人は狭い部屋に閉じ込めると鬱陶しいってことよ。
勘違いしそうな点
この手の話題で勘違いしそうなのって、
雲、霧、湯気といった白い奴は、水蒸気じゃなくて水だからね。
完全に気化している水蒸気は目に見えない。
水の粒の小さいヤツ、小さくて空気中にも漂う奴、水の小さな塊だからね。
という点は注意だね。
この手の話題はどんどんと派生していくよな
雲や天候の話題になったり、
エアコンの原理（今では難関中学の問題になったりならなかったりするらしい）とか
天候なんてのは、もっと条件が複雑だから、
その辺は専門のヒトに任せるよ。
ただ、なんでこういう実験問題を学ぶのかっていうと、
いつも言うけど、「自然に起こっていること」はこういう原理で起こっているんだ！っていう基礎なんよね。
ヤカンから出る湯気はどこに行くの？
雲ってなんで落ちてこないんだろう？
雨ってなんだろう？
夏なのに雹が降ってくるのなんでだろう？
エアコンの除湿かけると寒くなるのなんでだろう？
洗濯ものを乾かす良い条件ってどんなだろう？
昆布が海中で出汁が出ないのなんでだろう？
日常にあるなんでだろう？
日常にある理科。
その基本として、
温度と体積（圧力）を学ぶということを忘れないで欲しいよ。
逆に、問題を解くカギは、日常にあるってことも言えるよね。
さて、今日はこれくらいかな。
楽しい話題をありがとうございました！