抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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圧気発火器(Fire Piston)と呼ばれる装置を用いて火を起こすことは,マレーシアを含む東南アジア一帯を起源としており,19世紀にヨーロッパに紹介されている。これは原理的に断熱圧縮の原理を応用している。物理学実験の教材作成の一環として,圧気発火器を用いて断熱圧縮による発火現象を観察・測定し,理想気体の断熱圧縮変化の理論と比較した。併せて,断熱膨張による水蒸気発生(凝縮)現象を観察・測定し,理想気体の断熱膨張変化の理論と比較した。圧気発火器による断熱圧縮と膨張では,圧気発火器のシリンダー中の初期の室内空気の体積と断熱圧縮時の体積の概算値から温度上昇を推定できる。この際,圧縮の様子をビデオで撮影し,後でコマ送りして圧縮の様子(ピストンの先端位置)を確認することで位置の測定精度が上り,温度上昇を評価できた。断熱膨張の実験では,一旦空気を圧縮してから膨張させると水蒸気の発生がよく見えた。一連の実験結果を表にして示した。断熱圧縮による発火現象は非常に印象的でインパクトが大きく,熱力学の物理実験として成功している。