Takže když se objem plynu zahřeje, přidání energie zvýší kinetickou energii částic. To znamená pouze to, že se nyní pohybují rychleji, ne? I nemůže toto zvýšení kinetické energie souviset s expanzí. Rostou částice nebo co?
Komentáře
- viz toto hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kinthe.html
odpověď
Molekuly, které tvoří plyn, jsou v náhodném pohybu, odrážejí se od sebe i od stěn nádoby, ve které jsou. Jejich průměrná rychlost mezi odrazy nám říká teplotu molekul plynu. Přidávání energie do díky nim (ve formě tepla) se pohybují rychleji, což zvyšuje teplotu plynu. Přidaná energie znamená, že když narazí na stěny své nádoby, zasáhnou silněji. Všechny tyto údery přispívají k tlaku , což znamená, že čím je plyn teplejší, tím rychleji molekuly vstupují pohybuje se, tím větší tlak vyvíjejí na stěny kontejneru.
Komentáře
- každá dobrá odpověď, hlasoval jsem a ještě jedna věc, jak může tato expanze fungovat? Jak jsem slyšel, jak můj učitel řekl, že pokud nedojde ke změně hlasitosti systému, znamená to, že neexistuje žádná práce.
- jednoduchá. Jednu stěnu plynové nádoby uděláte pohyblivou. když plyn zahřejete, tlačí na zeď a pohybuje se. Poté připojíte pohyblivou stěnu ke svému stroji, kde otočí klikou nebo zatlačí na páku atd. A provede práci. takto fungují automobilové motory.
- promiň, pane Nielsene, mám ještě jednu otázku. Zvýšení objemu systému tedy nemusí nutně fungovat, pokud není pohyblivá stěna připojena k nějakému druhu strojů? Například samotný balón?
- Máte pravdu, " bezplatná " expanze funguje pouze proti tlaku atmosféry. Tyto záležitosti jsou vysvětleny v prvním kurzu termodynamiky, který byste dostali na vysoké škole. Pracuješ nyní z učebnice? vysoká škola nebo střední škola? -Niels
- Hodně štěstí při studiu!
Odpověď
A ohřátý plyn se neroztahuje, pokud je například v ocelové nádobě. Místo toho jeho tlak stoupá v důsledku větší kinetické energie.
Pokud je v balónu, řekněme, větší tlak tlačí na balón směrem ven a rozšiřuje ho.
Odpověď
Toto zvýšení kinetické energie nemohu spojit s expanzí.
Objem zahřátého plynu se nemusí nutně zvyšovat.
Pokud je plyn obsažen v nádobě s konstantním objemem, nebude expandovat, ale spíše se zvýší tlak plynu.
Je to proto, že při zahřátí se molekuly plynu budou pohybovat rychleji a odrazí se od stěny nádoby, což utrpí větší změnu hybnosti a to se stane častěji.
Tedy síla (rychlost změny hybnosti) vyvíjená molekulami plynu na stěny na jednotku plochy stěny (tlak) se zvýší.
Nyní zvažte plyn zahřátý v nádobě a tlak plynu může zůstat konstantní, protože nádoba se může rozpínat.
V tomto případě se molekuly plynu znovu odrazí od stěny nádoby trpí větší změnou hybnosti, ale nyní se oblast, nad kterou molekuly vyvíjejí sílu na stěny, zvětšila, což udržuje konstantní tlak.
—-
Formálnějším způsobem z hlediska kinetické teorie plynů je tlak vyvíjený plynem $ P = \ frac 13 \ rho c ^ 2 _ {\ rm rms} $ kde $ \ rho $ je hustota plynu a $ c ^ 2 _ {\ rm rms} $ je střední čtvercová rychlost molekul plynu.
Pokud se plyn zahřívá na konstantní objem, hustota plynu zůstává stejná, ale střední čtvercová rychlost molekul se zvyšuje, takže se musí zvýšit tlak.
Na druhou stranu, pokud při zahřívání klesá hustota plynu (v důsledku zvýšení objemu) stejnou rychlostí jako střední čtvercová rychlost molekul, tlak plynu zůstane konstantní .