圧気発火器
ここで、温度 T 1 {\displaystyle T_{1}} 、体積 V 1 {\displaystyle V_{1}} であった空気を圧縮して体積を V 2 {\displaystyle V_{2}} にしたとき、温度が T 2 {\displaystyle T_{2}} になったとすると、上の関係から以下となる。
T 2 V 2 0.4 = T 1 V 1 0.4 {\displaystyle T_{2}V_{2}^{0.4}=T_{1}V_{1}^{0.4}}
T 2 = T 1 ( V 1 / V 2 ) 0.4 {\displaystyle T_{2}=T_{1}(V_{1}/V_{2})^{0.4}}
たとえば温度27°Cの空気を1/10に圧縮すると、 T 1 = 273 + 27 = 300 [ K ] {\displaystyle T_{1}=273+27=300[K]} 、 V 1 / V 2 = 10 {\displaystyle V_{1}/V_{2}=10} であるから、
T 2 = 300 ∗ 10 0.4 = 754 [ K ] {\displaystyle T_{2}=300*10^{0.4}=754[K]}
つまり、481°Cになり、着火材が発火する温度になることがわかる。
このとき空気の圧力は、圧力は体積に反比例するので10倍、絶対温度が300Kから754/300 = 2.5倍、両方で25倍になる。最初の圧力は1気圧であるから、25気圧まで圧縮する必要がある。仮にピストン断面を1cmとすると、1気圧は1cmあたり約10Nで、25気圧まで圧縮するためには、250Nで押す必要がある。
アクリルやガラスなどでできた透明の筒をもつ圧気発火器を用いれば、筒の中の状態を目で観察できる。筒の中に火口として綿、ティッシュペーパーなどを入れて、一気にピストンを押し込むと、発火の様子が観察できる。
カール・フォン・リンデ
ルドルフ・ディーゼル
ルドルフ・ディーゼルが発明した最初のディーゼルエンジン
冷凍機の発明で著名であったカール・フォン・リンデは、マレーシアのペナン島での講演に招かれたときに土産として圧気発火器を譲り受け、ドイツへ帰国した。1877年頃、リンデがミュンヘン工業学校での帰朝講演で、この圧気発火器を実演して、葉巻に火をつけた。ルドルフ・ディーゼルは、この講演を聴講していた。ディーゼルは「この体験は、高圧内燃機関を発明するのに、もっとも大きな刺激となったもののひとつだった」と回顧している。
ドライアイスは1気圧のもとでは固体から気体に昇華するが、透明な筒でできた理科実験用の圧気発火器の中にいれてゆっくりとピストンを押し下げると、ドライアイスの液化が観察できる。この状態から、ピストンを引き上げると再び固体のドライアイスに戻る。またブタンガスをシリンダ内に入れてゆっくり圧縮するとやはり液化したブタンを観察することができる。