『船を動かす力！さまざまなエンジンの種類と特徴』の記事で、ディーゼルエンジンやガスタービンに”圧縮して高温・高圧となった空気”を使用すると記載しました。ところで、どうして空気を圧縮すると温度が上がるのでしょうか。熱力学第一法則と合わせて見てみましょう。

熱力学第一法則

ΔU（物体の内部エネルギーの変化）＝Q（物体に与えられた熱量）＋W（物体がされた仕事）

今は空気（気体）の圧縮のお話なので、”物体”の部分は”気体”になります。
ΔU（気体の内部エネルギーの変化）＝Q（気体に与えられた熱量）＋W（気体がされた仕事）

気体に外から熱を加えない断熱状態（Q=0）において、
気体を圧縮する（＝気体が外から仕事をされる）と、W>0（正）より、ΔU>0（正）

つまり、気体の内部エネルギーが増加することがわかります。

内部エネルギーとは？

内部エネルギーというのは、物体内部の分子の運動エネルギーと分子間力によるポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）で構成されています。理想気体（気体の理論モデル）で考えるとき、2つ目のポテンシャルエネルギーは無視できるほど小さいと仮定するので、1つ目の物体内部の分子の運動エネルギーのみを考えます。

したがって、
気体の内部エネルギーが増加する＝気体の分子の運動エネルギーが増加する　ということになります。

ここで、分子の平均運動エネルギーは絶対温度と比例することが分かっているので、運動エネルギーが増加すれば温度が高くなります。※絶対零度（＝－273.15度＝０K）は分子運動が完全に止まる温度です

まとめ

以上、

空気を圧縮すると、熱力学第一法則より気体の内部エネルギーが増加し（分子の動きが激しくなり）、温度が上がる

でした。

イメージ↓

このように圧縮して高温・高圧となった空気に燃料を噴射すると、点火プラグが無くとも自己着火させることができ、その大きな爆発のエネルギーが船のプロペラを回しています。（ディーゼルエンジンの場合）

参考：
『第5章 熱と熱力学の法則』（北海道大学）←ネット上で見つけた資料ですが、熱に対するイメージや理解を深めるのに大変役に立ちますし、読み物としても面白いです
『ディーゼルエンジンの仕組み』（グーネットピット）←ディーゼルエンジンの詳細について