Så når et volumen gas opvarmes, øger tilsætningen af energi partiklernes “kinetiske energi. Dette betyder kun, at de nu bevæger sig hurtigere, ikke? I kan ikke relatere denne stigning i kinetisk energi til ekspansion. Vokser partiklerne eller noget?
Kommentarer
- se dette hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kinthe.html
Svar
Molekylerne, der udgør gassen, er i tilfældig bevægelse, hopper af hinanden og ud af væggene i beholderen, de befinder sig i. Deres gennemsnitlige hastighed mellem hoppene fortæller os temperaturen på gasmolekylerne. dem (i form af varme) får dem til at bevæge sig hurtigere, hvilket hæver temperaturen på gassen. Den ekstra energi betyder, at når de rammer væggene i deres container, rammer de hårdere. Alle disse hits tilføjes til tryk , hvilket betyder, at jo varmere gassen bliver, jo hurtigere er molekylerne inde jo mere tryk de udøver på beholderens vægge.
Kommentarer
- ethvert godt svar, jeg opstemte og en ting mere, hvordan kan denne udvidelse bruge til at arbejde? Som jeg hørte min lærer sagde, at hvis der ikke er nogen ændring i lydstyrken for systemet, betyder det, at der ikke er noget arbejde.
- simpelt. Du gør en væg af gasbeholderen bevægelig. når du varmer gassen op, skubber den på væggen og får den til at bevæge sig. Derefter forbinder du den bevægelige væg til din maskine, hvor den drejer en krumtap eller skubber på en håndtag osv. Og udfører arbejde. sådan fungerer bilmotorer.
- undskyld, hr. Nielsen, jeg fik endnu 1 spørgsmål. Så volumenforøgelsen for et system udfører ikke nødvendigvis arbejde, hvis den bevægelige væg ikke er fastgjort til en slags maskiner? For eksempel en ballon alene?
- du har ret, en " fri " udvidelse fungerer kun mod trykket af atmosfæren. Disse forhold forklares i et første kursus i termodynamik, du ville få på college. Arbejder du nu fra en lærebog? college eller gymnasium? -Niels
- Held og lykke til dig i dine studier!
Svar
A opvarmet gas ekspanderer ikke, hvis den er i f.eks. en stålbeholder. I stedet for stiger dets tryk på grund af den større kinetiske energi.
Hvis det er i f.eks. En ballon, skubber det større tryk udad på ballonen og får den til at ekspandere.
Svar
Jeg kan ikke relatere denne stigning i kinetisk energi til ekspansion.
Volumenet af en gas, der er opvarmet, stiger ikke nødvendigvis.
Hvis gassen er indeholdt i en beholder med konstant volumen, vil den ikke ekspandere, men snarere vil gasens tryk stige.
Dette skyldes, at når gas opvarmes, vil gasmolekylerne bevæge sig hurtigere og komme tilbage fra beholdervæggen og lide en større ændring i momentum, og dette vil ske oftere.
Således kraften (ændringshastighed af momentum), der udøves af gasmolekylerne på væggene pr. væggenhed (tryk) vil stige.
Overvej nu gassen opvarmet i en beholder, og gassens tryk får lov til at forblive konstant, fordi beholderen kan ekspandere.
I dette tilfælde vil gasmolekylerne igen komme tilbage fra beholdervæggen lider af en større ændring i momentum, men nu vil det område, som molekylerne udøver over en kraft på væggene, være steget og dermed holde trykket konstant.
—-
På en mere formel måde med hensyn til den kinetiske teori om gasser er det tryk, der udøves af en gas, $ P = \ frac 13 \ rho c ^ 2 _ {\ rm rms} $ hvor $ \ rho $ er densiteten af gassen og $ c ^ 2 _ {\ rm rms} $ er den gennemsnitlige firkantede hastighed for gasmolekylerne.
Hvis gassen opvarmes med konstant volumen, forbliver densiteten af gassen den samme, men den gennemsnitlige firkantede hastighed for molekylerne stiger, så trykket skal øges.
På den anden side, hvis gasens densitet falder (på grund af en stigning i volumen) med samme hastighed som den gennemsnitlige firkantede hastighed af molekylerne, vil gasens tryk forblive konstant .