【物理たとえ話19】理想気体がホームセンターに？

月曜日は、毎週、物理のたとえ話を紹介します。


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ある日曜日、A君はメルマガで勧められた地震グッズを買いに、近くのホームセンターへ行きました。

すると、レジの近くにこんな商品が置いてあるのを見かけ、目を疑いました。

「単原子分子理想気体　１袋　498円（税込）」

理想気体が実在する？

A君の頭はすっかり混乱してしまいました。

確か、理想気体の反対語は、実在気体だったはずです。

それが存在し、なおかつ、498円ぽっちで売っているなんて。。。

A君は、気になって、一袋だけ買って帰りました。

帰宅後、早速、実験です。


体積の変化しない容器の中にその気体を入れました。

まずは、圧力、体積、温度を測定し、状態方程式を用いて、モル数　n　を求めました。

次に、外から熱を加えて温度を上昇させました。

もし、これが本当に、「単原子分子理想気体」であるならば、

Q=n Cv ΔT

Q：外から加えた熱
ｎ：モル数
Cｖ：定積モル比熱
ΔT：温度変化

の式から求まる「定積モル比熱Cｖ」の値が
１．５R
になるはずなんです。

ところが、買ってきた気体は、Cv＝２．０Rでした。

「やっぱり単原子分子理想気体じゃないよな」

A君はそういいながら、せっかく測定したので、「Cv＝２．０R」と、
その袋に油性ペンで書いて、押入れにしまっておきました。

そのホームセンターでは、毎月、５のつく日には、レジの脇で「理想気体」を販売していました。

A君は、そのたびに、「理想気体」を買ってきては、定積モル比熱Cｖの値を測定し、
油性ペンでその数値を袋に書いて、押入れにしまっておきました。

1年後には、押入れは、「理想気体」で一杯になりました。

年末の大掃除のときに、A君は理想気体を整理することにしました。

Cｖの値が同じ気体が複数ある場合は、一つを残して、残りを捨てました。

Cｖの値は、2.0R 2.1R 2.2R と続き、2.3Rがとんで、あとは、2.4R, 2,5R ,…と4.0Rまでそろっています。

A君は、どうしてもCｖ=2.3Rの気体が欲しくなりました。

これがあれば、きれいにそろうからです。

A君は、町のタウン誌の「譲ってください」のコーナーに投稿することにしました。

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「Cｖ＝２．３Rの理想気体」を格安で。手渡し希望
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3人から電話があり、A君は結局、1000円でその気体を手に入れることができました。

A君は、その気体が入った袋を手に取りながら、部屋の中でつぶやきました。

「ずっと、Cｖ＝２．３R　のやつが欲しかったんだよ。」


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★たとえ話終了★


このたとえで伝えたかったのは何かと言うと、
定積モル比熱というのは、気体についた名前のようなものだと言うこと
なんです。

その気体の特性を示す数値だと言うことなんです。

その文脈が、たとえ話を通じて伝わっていたらうれしいんですけど、いかがでしたか。


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