圧気発火器
構造は、片方の端を密閉した筒にピストンが入っており、手でピストンを押し下げるようになっている。筒の中またはピストンの先端に、もぐさ、綿などの着火材を火口として装着する。急激にピストンを押し下げるとシリンダ内の空気が断熱圧縮される。内部の温度が急激に上がり、これによって着火材が加熱し燃焼を起こすことで火種ができる。
圧気発火器は、気体をピストンを押し下げる仕事により、気体の分子の運動エネルギーが増して温度が高くなることを利用している。理想気体の圧力 P {\displaystyle P} と体積 V {\displaystyle V} の断熱過程には、ポアソンの法則より以下の関係がある。ここで γ {\displaystyle \gamma } は比熱比である。
P V γ = const. {\displaystyle PV^{\gamma }={\text{const.}}}
空気はそのほぼすべてが2原子分子であり、2原子分子の比熱比は γ = 1.4 {\displaystyle \gamma =1.4} である。ポアソンの法則と状態方程式から、空気の絶対温度 T {\displaystyle T} [K]と体積 V {\displaystyle V} の断熱過程には以下の関係がある。
T V 0.4 = const. {\displaystyle TV^{0.4}={\text{const.}}}