「一般気象学(小倉義光 著)」のp51〜52 では、式変形の途中過程が細かく示されていませんので、(A)式から(B)式が導きかたがよくわからなかったかもしれません。ここではその記述の補足と解説をします。
 なお、数式が苦手という人を想定してくどいくらいに変形過程を示していますので、その点はご承知おきください。

 

 

(A)式から(B)式への導き方  (一般気象学 p51〜52参照)

 

気体の状態方程式 pα = RT において、
圧力p、比容α、温度T がそれぞれ、+Δp、+Δα、+ΔT だけ増加して
p +Δp、α +Δα、T+ΔT になったとすると次のようになる。

(p +Δp)(α +Δα) = RT(1 + ΔT/T) = pα(1 +Δp/p +Δα/α +Δp/p・Δα/α)
                                 
無視できる

(p +Δp)(α +Δα) = RT(1 + ΔT/T) = (1 +Δp/p +Δα/α)

RT = pα であるので、赤字の部分だけを抜き出して、

(1 + ΔT/T) = (1 +Δp/p +Δα/α)

ΔT/T = Δp/p +Δα/α

これを Δα= の形に変形して、

Δα = α(ΔT/T - Δp/p)

Δα = αΔT/T - αΔp/p

Δα = αΔT/T - αΔp/p

 

これを ΔQ = CvΔT + pΔα のΔαに代入すると、

ΔQ = CvΔT + p(αΔT/T - αΔp/p)

ΔQ = CvΔT + (ΔT/T - pαΔp/p)

ΔQ = CvΔT + (RTΔT/T - pαΔp/p)  ← pα = RT

ΔQ = CvΔT + (RΔT - αΔp)

ΔQ = CvΔT + {(Cp-Cv)ΔT - αΔp)}   ← R = Cp - Cv

ΔQ = CvΔT + (CpΔT-CvΔT - αΔp)

∴ ΔQ = CpΔT - αΔp

 

 

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