断熱過程とは？
だんねつかてい
断熱過程とは、系と外部との間に熱のやり取りが一切ない状態で進む熱力学的変化のことです。
断熱過程（adiabatic process）とは、熱力学において、系（ガスや液体など）が外部環境と熱エネルギーを交換しないまま進む状態変化のことをいいます。熱の出入りがゼロ（Q＝0）であることが定義の核心です。
熱力学第一法則（ΔU＝Q－W）において、Q＝0とすると ΔU＝－W となります。つまり、断熱過程では外部への仕事は系の内部エネルギーの減少から供給されます。気体が断熱膨張すると、仕事をする分だけ内部エネルギーが減り、温度が下がります。逆に断熱圧縮では温度が上昇します。
理想気体の断熱過程では、圧力Pと体積Vの間に PV^γ ＝ 一定（γ：比熱比）という関係式が成り立ちます。この式はポワソンの関係式と呼ばれ、等温過程（PV＝一定）と区別されます。
断熱過程は自然界や工学の多くの場面に現れます。
- 大気中を上昇する空気塊の冷却（断熱冷却率）
- 内燃機関（エンジン）での急速な圧縮・膨張
- ディーゼルエンジンでの自己着火（断熱圧縮による高温化）
- 冷凍機・ヒートポンプのサイクル
実際の現象は完全な断熱を実現できないため「準断熱過程」として扱われることが多いですが、変化が十分速く熱交換の時間がない場合や、完全な断熱材に囲まれた系では良い近似になります。
使い方・例文
山の麓から頂上に向かって空気が上昇するとき、外部と熱を交換する時間がなく断熱的に膨張するため温度が下がります。これが「高地は寒い」理由のひとつです。また、自転車のタイヤに空気を素早く入れると、バルブ周辺が熱くなるのも断熱圧縮の例です。
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