Zákon o ideálním plynu říká, že $ pV = nRT $. Takže s kompresí, jedním ze způsobů, jak přidat tlak, který zmenší objem, můžete skutečně zvýšit teplotu?
Nedává mi smysl, že můžete zvýšit teplotu, tj. přidat kinetickou energii molekul, jednoduše zvýšením tlaku, což znamená sílu, která působí na plyn z jeho okolí. Může někdo vysvětlit tento rozpor?
Komentáře
- tlak neznamená sílu vyvíjenou na plyn okolním prostředím, znamená to sílu vyvíjenou tím, že plyn na stěnách kontejneru děleno plochou stěny.
- Dobře, spravedlivě se podělte o formulaci
- Karle, říkáte to Při adiabatické kompresi ideálního plynu v uzavřeném systému (např. izolovaný válec s pístem) nedochází ke změně vnitřní energie ani teploty plynu?
- Opravdu. V případě adiabatické reverzibilní změny hlasitosti pak uveďte následující poznámky: $ dU = nC_vdT = -PdV = – \ frac {nRT} {V} dV $. Takže $ d \ ln T = – \ frac {R} {C_v} d \ ln V $. Když se tedy objem sníží, teplota se zvýší.
- Smíchal jsem volnou expanzi a reverzibilní kompresi / expanzi.
Odpovědět
Myslím, že to, co se ptáte, je „proč se může teplota stlačeného plynu zvýšit, i když je tlaková láhev adiabatická, takže do plynu nemůže vniknout žádné teplo?“ Když pohybujete pístem, abyste stlačili plyn, pracujete na plynu na rozhraní s pístem. Píst se pohybuje směrem k plynu a molekuly plynu, které se srazí s pístem, odcházejí s větší průměrnou rychlostí, než když dorazily. Jejich průměrná kinetická energie se tedy zvyšuje. Pokud by docházelo k expanzi, kdy by se píst vzdaloval od plynu, kolidující molekuly by odcházely s nižší průměrnou kinetickou energií.
Komentáře
- Kdo řekl něco o rychlosti komprese? Nakonec je to pouze celkové množství práce, které určuje změnu teploty, ale ' se rovná integrálu síly na jednotku plochy v dobách čelního pístu rychlost změny objemu (rychlost komprese) dt. Víte, pro adiabatický proces $ \ Delta U = – \ int {P_ {ext} dV} $, kde pro ideální plyn U = U (T).
- Stojím si za tím, co řekl.
- Mluvíte o ideálním plynu nebo vzduchu? Pro vzduch přinejmenším část důvodu je, že se molekuly přitahují a není to ideální. Zvýší teplota ideální plyn? (Ať tak či onak PV = nRT, neříká chřadnutí T změn.) Dobrá otázka, na kterou jsem zde ani nikde jinde nenašel odpověď.
- @Tuntable, mluvím o skutečných i ideálních plynech. Ideální plyn by samozřejmě také zvýšil teplotu. PV-nRT není jedinou charakteristikou ideálního plynu, na kterém záleží. Rovněž zde vstupuje do hry první zákon termodynamiky a pro ideální plyn je vnitřní energie funkcí teploty. Přečetli jste si mé komentáře k příspěvku OP '?
- Není vůbec jasné, že by ideální plyn teploty zvyšoval, alespoň ne výrazně. Jistě, zvýšení tlaku zvyšuje entalpii, ale entalpie je T + PV. Pokud jste si jisti, že zvyšuje teplotu ideálního plynu, o kolik? Máte vzorec nebo odkaz?
Odpovědět
Pokud byste měli způsob, jak zvýšit tlak bez změna objemu, pak ano, teplota by se zvýšila zákonem ideálního plynu. Ve skutečnosti se většina komprese odehrává zmenšením objemu nebo zvýšením N, takže teplotní účinek je těžké přímo vidět, protože se mění i jiné věci.
Tlak v PV = nRT je síla vyvíjená plynem na stěnách kontejneru. Jak teplota stoupá, částice se pohybují rychleji, a proto mají vyšší rychlosti, tedy větší hybnost a tedy větší sílu při srážce se stěnami, takže se zvyšuje tlak.
Komentáře
- Rozumím tomu, co říkáte, a souhlasím. Ano, zákon o ideálním plynu říká, že k tomu dochází teoreticky, ale skutečně k tomu dochází ve skutečnosti beze změny objemu nebo počtu atomů?
- Jak můžete stlačit plyn bez změny jeho objemu? Komprese znamená zmenšení jejího objemu.
- Komentoval jsem myšlenku změny tlaku bez objemu, nikoli komprese.
- Při konstantním objemu je třeba ke zvýšení teploty přidat teplo, aby tlak se může zvýšit. Příčinou je nárůst teploty a nárůst tlaku spíše než naopak.
- Dobře, ano, to je myšlenka, ke které jsem se dostal v předchozím komentáři. Dík!
Odpověď
Všichni víme, tělesa mají velikost defenitu a zjevně objem defenitu. Kapalina má objem defenitu, ale žádný tvar. Plyny nemají ani tvar ani objem. Plyn obsadí dostupný objem nádoby. Molekuly pro svůj pohyb využívají dostupné volné místo.
Tudíž v plynech můžete externě měnit stupeň volnosti svých molekul. Když zvětšíte objem zásobníku, zvýšíte stupeň volnosti molekul plynu. A naopak je to také pravda.
Když přijde na otázku, když snížíte stupeň volnosti molekul (zmenšením objemu zásobníku), z důvodu omezení jejich mobility musí přebytečná zbytková energie být rozdány (Trend celého systému k minimalizaci jeho energetického stavu). Přirozeně se plyn ve velkém zahřívá, aby přebytečnou energii vyměnil za okolní. (Většinu přirozené výměny energie zajišťuje tepelná energie.)