Ihanteellinen kaasulaki sanoo, että $ pV = nRT $. Joten puristamalla, yksi tapa lisätä painetta, joka tekee äänenvoimakkuudesta pienemmän, voitko todella nostaa lämpötilaa?
Minulla ei ole järkevää, että voit nostaa lämpötilaa eli lisätä molekyylien kineettistä energiaa yksinkertaisesti lisäämällä painetta, paineella tarkoittaen voimaa, joka kohdistuu kaasuun sen ympäristöstä. Voisiko joku selittää tämän ristiriidan?
Kommentit
- paine ei tarkoita ympäristön kaasulle kohdistamaa voimaa, se tarkoittaa kohdistunutta voimaa jakamalla astian seinämissä oleva kaasu seinän pinta-alalla.
- Okei reilusti palautetta sanamuodosta
- Karl, sanotko sen , ihanteellisen kaasun adiabaattisessa kompressoinnissa suljetussa järjestelmässä (esim. eristetty sylinteri männällä), kaasun sisäisessä energiassa tai lämpötilassa ei ole muutoksia?
- Todella. Kommentoi sitten seuraavaa, jos kyseessä on adiabaattinen palautuva äänenvoimakkuuden muutos: $ dU = nC_vdT = -PdV = – \ frac {nRT} {V} dV $. Joten, $ d \ ln T = – \ frac {R} {C_v} d \ ln V $. Joten kun äänenvoimakkuus pienenee, lämpötila nousee.
- Sekoitin vapaan paisumisen ja palautuvan puristuksen / laajennuksen.
Vastaa
Luulen, että kysyt sitä: ”miksi kaasun lämpötila voi nousta puristamalla sitä, vaikka kaasupullo olisi adiabaattinen, jotta kaasuun ei pääse lämpöä?” Kun liikutat mäntää puristamaan kaasua, teet työtä kaasun suhteen männän rajapinnassa. Mäntä liikkuu kohti kaasua, ja männän kanssa törmäävät kaasumolekyylit lähtevät suuremmalla keskinopeudella kuin saapuessaan. Joten heidän keskimääräinen kineettinen energiansa kasvaa. Jos laajeneminen tapahtuisi siten, että mäntä siirtyisi poispäin kaasusta, törmäävät molekyylit lähtivät pienemmällä keskimääräisellä kineettisellä energialla.
Kommentit
- Kuka sanoi jotain puristusasteesta? Loppujen lopuksi vain työn kokonaismäärä määrää lämpötilan muutoksen, mutta ' on vain yhtä suuri kuin voiman integraali pinta-alayksikköä kohden männän pinta-aikoina tilavuuden muutosnopeus (puristusaste) dt. Adiabaattista prosessia varten $ \ Delta U = – \ int {P_ {ext} dV} $, missä, ihanteelliselle kaasulle U = U (T).
- Kannatan sitä, mitä olen sanoi.
- Puhutko ihanteellisesta kaasusta tai ilmasta? Ilman osalta ainakin osa syystä on se, että molekyylit houkuttelevat toisiaan, eikä se ole ihanteellinen. Nousisiko ihanteellinen kaasun lämpötila? (Kummassakin tapauksessa PV = nRT, ei sano T-muutosten kuihtumista.) Hyvään kysymykseen, johon ei löydy vastausta täältä tai mistään muualta, josta voisin löytää.
- @Tuntable Puhun sekä todellisista kaasuista että ihanteellisista kaasuista. Tietenkin ihanteellinen kaasu nostaisi myös lämpötilaa. PV-nRT ei ole ainoa tärkeän ihanteellisen kaasun ominaisuus. Myös termodynamiikan ensimmäinen laki tulee tässä esiin, ja ihanteellisen kaasun kannalta sisäinen energia on lämpötilan funktio. Luitko kommenttini OP ' -viestille?
- Ei ole lainkaan selvää, että ihanteellinen kaasu kohottaisi lämpötilaa, ainakaan ei merkittävästi. Toki paineen lisääminen lisää entalpiaa, mutta entalpia on T + PV. Jos olet varma, että se nostaa ihanteellisen kaasun lämpötilaa, niin kuinka paljon? Onko sinulla kaavaa tai viitteitä?
Vastaa
Jos sinulla olisi tapa lisätä painetta ilman tilavuuden muutos, kyllä, lämpötila nousee ihanteellisen kaasulain mukaan. Todellisuudessa suurin osa puristuksesta tapahtuu vähentämällä tilavuutta tai lisäämällä N: tä, joten lämpötilavaikutusta on vaikea nähdä suoraan, koska muutkin asiat muuttuvat.
Paine PV = nRT on kaasun aiheuttama voima. astian seinillä. Lämpötilan noustessa hiukkaset liikkuvat nopeammin, ja siksi niiden nopeudet ovat suuremmat, joten suurempi liikemäärä ja siten suurempi voima törmätessään seiniin, niin paine kasvaa.
Kommentit
- Ymmärrän mitä sanot ja olen samaa mieltä. Kyllä, ihanteellisen kaasulain mukaan se tapahtuu teoriassa, mutta tapahtuuko se todellisuudessa muuttamatta atomien määrää tai määrää?
- Kuinka voit pakata kaasua muuttamatta sen määrää? Pakkaus tarkoittaa sen tilavuuden pienentämistä.
- Kommentoin ajatusta paineen muuttamisesta ilman tilavuutta, ei puristamisesta.
- Vakiotilavuudessa sinun täytyy lisätä lämpöä lämpötilan nostamiseksi niin paine voi nousta. Lämpötilan nousu on syy ja paineen nousu on seurausta pikemminkin päinvastoin.
- Ok, kyllä tämä on ajatus, josta sain edellisessä kommentissa. Kiitos! Nesteen tilavuus on epämääräinen, mutta siinä ei ole muotoa. Kaasuilla ei ole muotoa eikä tilavuutta. Kaasu vie säiliön käytettävissä olevan määrän. Molekyylit käyttävät liikkumiseen käytettävissä olevaa vapaata tilaa.
Näin kaasuissa voit muuttaa molekyylien vapausastetta ulkoisesti. Kun lisäät säiliön tilavuutta, lisäät kaasumolekyylien vapausastetta. Ja päinvastoin, se on totta.
Tulee kysymykseen, että kun pienennät molekyylien vapausastetta (pienentämällä säiliön tilavuutta), niiden liikkuvuuden rajoituksen vuoksi ylimääräisen jäännösenergian on (Kaikki järjestelmätrendit minimoimiseksi sen energiatila). Luonnollisesti kaasu kuumenee isossa vaihtamaan ylimääräinen energia ympäröivään. (Suurin osa luonnollisesta energianvaihdosta tapahtuu lämpöenergialla).