(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) = pα(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 + (pαΔT/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