Entonces, a medida que se calienta un volumen de gas, la adición de energía aumenta la energía cinética de las partículas. Esto solo significa que ahora se están moviendo más rápido, ¿verdad? no se puede relacionar este aumento de energía cinética con la expansión. ¿Las partículas crecen o algo así?
Comentarios
- ver esto hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kinthe.html
Respuesta
Las moléculas que componen el gas están en movimiento aleatorio, rebotando entre sí y en las paredes del recipiente en el que se encuentran. Su velocidad promedio entre rebotes nos indica la temperatura de las moléculas del gas. Sumando energía a (en forma de calor) los hace moverse más rápido, lo que aumenta la temperatura del gas. La energía adicional significa que cuando golpean las paredes de su recipiente, golpean más fuerte. Todos esos golpes suman presión , lo que significa que cuanto más caliente se calienta el gas, más rápidas son las moléculas en se mueve, más presión ejercen sobre las paredes del recipiente.
Comentarios
- cada buena respuesta, voté a favor y una cosa más, ¿cómo puede funcionar esta expansión? Como escuché a mi maestro decir que si no hay cambios en el volumen del sistema, eso significa que no hay trabajo.
- simple. Hace que una pared del contenedor de gas sea movible. cuando calienta el gas, empuja la pared y la hace moverse. Luego, conecta la pared móvil a su máquina, donde gira una manivela o empuja una palanca, etc. y realiza el trabajo. así es como funcionan los motores de los automóviles.
- Lo siento, Sr. Nielsen, tengo 1 pregunta más. Entonces, ¿el aumento de volumen de un sistema no necesariamente realiza trabajo si la pared móvil no está unida a algún tipo de máquina? Por ejemplo, ¿un globo solo?
- tiene razón, una expansión " gratuita " solo funciona contra la presión de la atmósfera. Estos temas se explican en un primer curso de termodinámica que obtendrás en la universidad. ¿Estás trabajando ahora con un libro de texto? universidad o preparatoria? -Niels
- ¡Mucha suerte en tus estudios!
Responder
A el gas calentado no se expande si está, por ejemplo, en un recipiente de acero. En cambio, su presión aumenta debido a la mayor energía cinética.
Si está en, digamos, un globo, entonces la mayor presión empuja el globo hacia afuera y lo hace expandirse.
Respuesta
No puedo relacionar este aumento de energía cinética con la expansión.
El volumen de un gas que se ha calentado no aumenta necesariamente.
Si el gas está contenido en un recipiente con volumen constante, no aumentará expandirse, sino que la presión del gas aumentará.
Esto se debe a que cuando se calientan las moléculas de gas se moverán más rápido y rebotarán en la pared del recipiente sufriendo un cambio mayor en el impulso y esto sucederá con más frecuencia.
Así aumentará la fuerza (tasa de cambio de momento) ejercida por las moléculas de gas en las paredes por unidad de área de pared (presión).
Ahora considere el gas calentado en un recipiente y se permite que la presión del gas se mantenga constante porque el recipiente puede expandirse.
En este caso, las moléculas de gas volverán a rebotar en la pared del recipiente. sufriendo un mayor cambio en el momento pero ahora el área sobre la que las moléculas ejercen una fuerza sobre las paredes habrá aumentado manteniendo así la presión constante.
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De una manera más formal en términos de la teoría cinética de los gases, la presión ejercida por un gas es $ P = \ frac 13 \ rho c ^ 2 _ {\ rm rms} $ donde $ \ rho $ es la densidad del gas y $ c ^ 2 _ {\ rm rms} $ es la velocidad cuadrática media de las moléculas de gas.
Si el gas se calienta a volumen constante, la densidad del gas permanece igual, pero la velocidad cuadrática media de las moléculas aumenta, por lo que la presión debe aumentar.
Por otro lado, si al calentar la densidad del gas disminuye (debido a un aumento de volumen) al mismo ritmo que la velocidad cuadrática media de las moléculas aumenta, la presión del gas se mantendrá constante .