圧縮空気とは何ですか?

知ってか知らずか、誕生日パーティーの風船から車や自転車のタイヤの空気に至るまで、圧縮空気は私たちの生活のあらゆる側面に関わっています。おそらく、あなたがこれを見ている携帯電話、タブレット、またはコンピューターを作成するときにも使用されたと思われます。

すでにご想像のとおり、圧縮空気の主成分は空気です。空気は混合ガスであり、多くのガスで構成されています。主に窒素 (78%) と酸素 (21%) です。それは、それぞれが一定量の運動エネルギーを持つさまざまな空気分子で構成されています。

空気の温度は、これらの分子の平均運動エネルギーに直接比例します。これは、平均運動エネルギーが大きい（空気分子の動きが速い）場合、気温が高くなるということを意味します。運動エネルギーが小さいと温度は低くなります。

空気を圧縮すると分子の動きが速くなり、温度が上昇します。この現象を「圧縮熱」といいます。空気を圧縮するとは文字通り空気をより小さな空間に押し込み、その結果分子を互いに近づけることです。この際に放出されるエネルギーは、空気をより小さな空間に押し込むのに必要なエネルギーに等しい。言い換えれば、将来の使用に備えてエネルギーを保存します。

風船を例に考えてみましょう。風船を膨らませると、空気の体積が小さくなります。風船内の圧縮空気に含まれるエネルギーは、風船を膨張させるのに必要なエネルギーと同じです。風船を開いて空気が放出されると、このエネルギーが消散して飛び去ります。これは容積式コンプレッサーの主原理でもあります。

圧縮空気は、エネルギーを貯蔵および伝達するための優れた媒体です。これは、電池や蒸気などの他のエネルギー貯蔵方法と比較して、柔軟性があり、多用途であり、比較的安全です。バッテリーはかさばり、充電寿命も限られています。一方、Steam は費用対効果が高くなく、ユーザーフレンドリーでもありません (非常に高温になります)。