CHAT GPTで遊んでみた、（長文です）

                                                                                                                                                                                 

毎年暑さが増してくる、猛暑が連日のように続き記録を毎年塗り替えている、暑いと言う事はそれだけ熱エネルギーが多いと言う事だ、

だったらこのエネルギーを有効に利用できないかと愚考しこんな事を考えた

猛暑日の３０℃迄上昇した空気をコンプレッサーで５気圧迄圧縮する、そうすると容積辺りの空気温度は単純に計算すれば１５０℃になるのじゃあないか

それを水槽等で１００度まで下げ、一気に放出すると一気圧辺りの気温は1/5の２０℃になるのではないか

そんな単純なものじゃないだろうから「３０度の気体を５気圧迄圧縮し、その気体温度を半分まで下げて一気に放出すると気体温度は低下しますかとCHATGPTに聞いてみた

ジュール＝トムソン効果とは？

ジュール＝トムソン効果は、気体が圧力の高いところから低いところへ急激に膨張するときに、その温度が変化する現象です。多くの場合、気体が膨張することで温度が低下します。これは気体の内部エネルギーが減少し、それに伴い温度が下がるためです。

あなたのシナリオ

1. 圧縮と温度低下: まず、空気を5気圧に圧縮し、その圧縮された空気を50℃程度まで冷却します。
2. 急激な放出: その後、その空気を急激に放出すると、圧力が急激に低下し、膨張します。この過程で、ジュール＝トムソン効果により、空気の温度はさらに低下します。

具体的な温度変化

放出された空気の温度がどれくらい下がるかは、具体的な条件（例えば、空気の初期温度、圧力の差、気体の性質など）によりますが、一般的には圧力が大きく変化し、急速に膨張するほど温度低下が大きくなります。

もし、さらに詳細な計算や具体的な数値を知りたい場合は、熱力学の公式やデータを使用して具体的な計算を行うこともできます。

4o

あなた:

初期温度30度で５気圧まで圧縮、その後圧縮温度を半分以下にして放出で概算して下さい

ChatGPT

ご依頼いただいた条件に基づき、放出後の温度を概算します。まず、以下の仮定を立てて計算します。

条件と仮定:

1. 初期条件:
   • 初期温度 T1=30∘C=303.15 KT_1 = 30^\circ C = 303.15 \, \text{K}T1=30∘C=303.15K
   • 圧縮後の圧力 P2=5 atmP_2 = 5 \, \text{atm}P2=5atm
2. 圧縮後の温度:
   • 圧縮後の温度を50%減少させるとのことなので、圧縮後の温度 T2T_2T2 を以下のように設定します:

T2=303.152 K=151.575 K≈−121.575∘CT_2 = \frac{303.15}{2} \, \text{K} = 151.575 \, \text{K} \approx -121.575^\circ CT2=2303.15K=151.575K≈−121.575∘C

3. 放出後の条件:
   • 圧力が急激に放出されるとき、圧力は元の1気圧（大気圧）に戻るとします。
   • ジュール＝トムソン効果を用いて放出後の温度変化を考えます。

放出後の温度 T3T_3T3 の計算:

ジュール＝トムソン効果の基礎に基づいて、理想気体として以下の公式を使用します:

T3T2=(P3P2)γ−1γ\frac{T_3}{T_2} = \left(\frac{P_3}{P_2}\right)^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}T2T3=(P2P3)γγ−1

ここで:

• T3T_3T3 は放出後の温度
• T2=151.575 KT_2 = 151.575 \, \text{K}T2=151.575K
• P3=1 atmP_3 = 1 \, \text{atm}P3=1atm
• P2=5 atmP_2 = 5 \, \text{atm}P2=5atm
• γ\gammaγ は空気の比熱比であり、通常 γ≈1.4\gamma \approx 1.4γ≈1.4

これらの値を式に代入して、放出後の温度 T3T_3T3 を求めます。

計算を行います。

放出後の温度 T3T_3T3 は約 95.7 K95.7 \, \text{K}95.7K です。これは摂氏温度で約 -177.45°C になります。

つまり、空気を5気圧に圧縮し、温度を30°Cから-121.575°Cに冷却してから急激に放出すると、放出された空気の温度は非常に低くなり、およそ-177.45°Cまで下がると推定されます。 

此れでは低すぎる、ちょっとおかしいのっで再度質問

4o

あなた:

逆算して放出温度が１７度程度迄下げるには何気圧まで圧縮すれば可能でしょうか

ChatGPT

放出後の温度が約17°C（290.15K）になるように圧縮圧力を逆算して求めるには、以下の手順で計算を行います。

条件と目標:

• 放出後の温度 T3=290.15 KT_3 = 290.15 \, \text{K}T3=290.15K
• 圧縮後の温度 T2=151.575 KT_2 = 151.575 \, \text{K}T2=151.575K（前回の計算と同じ）
• 圧縮後の圧力を P2P_2P2 とする（これを求めます）
• 放出後の圧力 P3=1 atmP_3 = 1 \, \text{atm}P3=1atm
• 比熱比 γ=1.4\gamma = 1.4γ=1.4

ジュール＝トムソン効果の式を用いて、圧縮後の圧力 P2P_2P2 を計算します。

P2=P3(T3T2)γγ−1P_2 = P_3 \left(\frac{T_3}{T_2}\right)^{\frac{\gamma}{\gamma-1}}P2=P3(T2T3)γ−1γ

これを計算して、必要な圧力を求めます。

放出後の温度を約17°Cに下げるためには、空気を約 9.7気圧 まで圧縮する必要があります。

つまり、初期温度30°Cの空気を9.7気圧まで圧縮し、その後温度を-121.575°Cに冷却した後、急激に放出することで、放出後の温度が17°C程度になることが期待されます。 

おい！なんで圧縮率が倍になる！

チャットGTPの回答は結構こういう事が多い、回答を見ると実に丁寧なので信用しきってしまいそうだが丹念に読むかこの様に条件を変えると矛盾する事もある

それを指摘すると「すみません、間違えました、答えは　云々」と来るのだがそれでもおかしな事が多い

その上この後数回繰り返したら、無料利用は上限に達しました、今後は年会費を支払うか２４時間後に再度お願いしますと来た

しかも最後には「これはあくまでAIによる参考的な回答でその結果を保証するものではありません」と書かれている

まあ、参考にして後は検索を色々組み合わせる方が間違いなさそうだな