이상적인 가스 법에 따르면 $ pV = nRT $입니다. 따라서 압축을 사용하면 부피를 더 작게 만드는 압력을 추가하는 한 가지 방법으로 실제로 온도를 높일 수 있습니까?
온도를 증가시킬 수 있다는 것은 말이되지 않습니다. 즉, 단순히 압력을 증가시킴으로써 분자의 운동 에너지를 추가 할 수 있다는 것입니다. 즉, 주변에서 가스에 가해지는 힘을 의미합니다. 누군가이 모순을 설명해 주시겠습니까?
댓글
- 압력은 주변 환경에서 가스에 가해지는 힘을 의미하는 것이 아니라 가해진 힘을 의미합니다. 컨테이너 벽의 가스를 벽의 면적으로 나눈 값입니다.
- 좋아요. 문구에 대한 충분한 피드백
- Karl, , 폐쇄 시스템 (예 : 피스톤이있는 절연 실린더)에서 이상 기체의 단열 압축에서 기체 내부 에너지 또는 온도에 변화가 없습니까?
- 정말. 그런 다음 단열 가역 볼륨 변경의 경우 다음 사항에 대해 설명해주십시오. $ dU = nC_vdT = -PdV =-\ frac {nRT} {V} dV $. 따라서 $ d \ ln T =-\ frac {R} {C_v} d \ ln V $. 따라서 부피가 감소하면 온도가 상승합니다.
- 자유 팽창과 가역 압축 / 팽창을 혼합했습니다.
답변
제 생각에는 “실린더가 단열되어 가스에 열이 들어 가지 않는데도 압축 할 때 가스의 온도가 상승 할 수있는 이유는 무엇입니까?”라고 질문하는 것 같습니다. 가스를 압축하기 위해 피스톤을 움직이면 피스톤과의 경계면에서 가스에 대한 작업을 수행하게됩니다. 피스톤은 가스를 향해 움직이고 피스톤과 충돌하는 가스 분자는 도착했을 때보 다 더 큰 평균 속도로 떠납니다. 그래서 그들의 평균 운동 에너지가 증가하고 있습니다. 피스톤이 가스에서 멀어 지도록 팽창이 발생하면 충돌하는 분자는 더 낮은 평균 운동 에너지로 떠납니다.
댓글
- 압축률에 대해 누가 말했습니까? 결국 온도 변화를 결정하는 것은 총 작업량 일 뿐이지 만 '는 피스톤면 시간에서 단위 면적당 힘의 적분과 같습니다. 체적 변화율 (압축율) dt. 단열 과정의 경우 $ \ Delta U =-\ int {P_ {ext} dV} $, 여기서 이상 기체의 경우 U = U (T)
- 나는 내가 무엇을지지합니다. 말했다.
- 이상적인 가스 또는 공기에 대해 이야기하고 있습니까? 공기의 경우 그 이유 중 적어도 일부는 분자가 서로를 끌어 당기고 이상적이지 않기 때문입니다. 이상 기체가 온도를 상승시킬까요? (어느 쪽이든 PV = nRT는 위더 T 변화를 말하지 않습니다.) 여기나 내가 찾을 수있는 다른 곳에서 답이없는 좋은 질문입니다.
- @Tuntable 저는 실제 가스와 이상 가스에 대해 이야기하고 있습니다. 물론 이상 기체는 온도도 상승합니다. PV-nRT는 중요한 이상 기체의 유일한 특성이 아닙니다. 열역학의 첫 번째 법칙도 여기에서 작용하며, 이상 기체의 경우 내부 에너지는 온도의 함수입니다. OP '의 게시물에 대한 내 의견을 읽었습니까?
- 이상 기체가 온도가 적어도 크게 상승하지는 않는다는 것이 전혀 명확하지 않습니다. 물론 압력을 높이면 엔탈피가 증가하지만 엔탈피는 T + PV입니다. 이상 기체의 온도를 얼마나 올릴 수 있다고 확신한다면? 공식이나 참조가 있습니까?
답변
체적 변화는 이상 기체 법칙에 따라 온도가 상승합니다. 실제로 대부분의 압축은 부피를 줄이거 나 N을 늘려서 발생하므로 다른 것들도 변경되기 때문에 온도 효과를 직접 확인하기 어렵습니다.
PV = nRT의 압력은 가스가 가하는 힘입니다. 컨테이너 벽에. 온도가 올라감에 따라 입자는 더 빠르게 이동하므로 속도가 빨라지고 운동량이 커져 벽과 충돌 할 때 힘이 커져 압력이 증가합니다.
댓글
- 귀하의 말을 이해하고 동의합니다. 예, 이상 기체 법칙은 이론적으로는 발생하지만 실제로 부피 나 원자 수를 변경하지 않고 실제로 발생합니까?
- 체적을 변경하지 않고 어떻게 기체를 압축 할 수 있습니까? 압축은 부피를 줄이는 것을 의미합니다.
- 압축이 아닌 부피없이 압력을 변경하는 아이디어에 대해 언급했습니다.
- 일정한 부피에서는 열을 추가하여 온도를 높여야합니다. 압력이 증가 할 수 있습니다. 온도 상승이 원인이고 압력 상승이 그 반대의 영향 이라기보다는 효과입니다.
- 좋아, 네, 그게 제가 이전 댓글에서 얻은 아이디어입니다. 감사!
답변
우리 모두 알고 있습니다. Solids는 방어적인 크기를 가지고 있고 분명히 방어적인 볼륨을 가지고 있습니다. 액체에는 방어적인 부피가 있지만 모양은 없습니다. 가스는 모양도 부피도 없습니다. 가스는 컨테이너의 사용 가능한 부피를 차지합니다. 분자는 이동을 위해 사용 가능한 여유 공간을 활용합니다.
따라서 기체에서 분자의 자유도를 외부 적으로 변경할 수 있습니다. 컨테이너 부피를 늘리면 가스 분자의 자유도가 증가합니다. 그리고 반대로도 사실입니다.
질문에 대해, 분자의 자유도를 낮추면 (용기 부피를 줄임으로써) 이동성의 제한으로 인해 초과 잔류 에너지가 (에너지 상태를 최소화하기위한 모든 시스템 추세) 당연히 가스는 과잉 에너지를 주변으로 교환하기 위해 크게 뜨거워집니다. (대부분의 자연 에너지 교환은 열 에너지에 의해 이루어집니다.)