東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　先日の記事では空気と水の密度の違いについて紹介しました。もっと一般的に言えば気体と液体の違い。液体の密度は高いですが気体の密度は小さい。たとえば100℃1気圧で水が蒸発して水蒸気になるとき、1700倍に膨らみ、その密度は1700分の1に減少します。

　単純に言って気体は液体や固体にくらべてスカスカだ、ということになります。それを反映して気体の熱容量も液体と大きく異なっています。おっと、これも条件をハッキリしないといけません。体積基準での熱容量が大きく異なる、ということです。逆に言うと質量基準で考えるとそんなに変わらない（同じではありませんが）という事になります。

　例えば1m³の空気を加熱する場合を考えてみましょう。前回の教訓に従って条件を明らかにしましょう。20℃1気圧で1m³ の空気を1℃加熱するのに必要な熱量を計算してみましょう。20℃1気圧で1 m³ の空気は 41.6 mol になります。 1 mol の2原子分子の定圧比熱は 7/2 R （Rはガス定数）ですから 29.1 J/(K mol) 。 41.6 mol の物質量なら熱容量は1.2×10³ J/(K m³) となります。

　一方 1 m³ の水（これも20℃1気圧）を加熱すにはどのくらいの熱量が必要なのでしょうか。1 m³ の水は10⁶ g。1gあたり1℃温度を上げるには4.2 Jが必要なので 4.2×10⁶ J/(K m³ ) となり、空気の場合の3500倍の差が生じます。

　ちょっとイメージが湧かないですか？