Så når et volum gass blir oppvarmet, øker tilsetning av energi partiklene «kinetisk energi. Dette betyr bare at de nå beveger seg raskere, ikke sant? kan ikke relatere denne økningen av kinetisk energi til utvidelse. Vokser partiklene eller noe?
Kommentarer
- se dette hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kinthe.html
Svar
Molekylene som utgjør gassen er i tilfeldig bevegelse, spretter av hverandre og av veggene til beholderen de er i. Deres gjennomsnittshastighet mellom sprett forteller oss temperaturen på gassmolekylene. Legger energi til dem (i form av varme) får dem til å bevege seg raskere, noe som øker temperaturen på gassen. Den tilførte energien betyr at når de treffer veggene i beholderen deres, treffer de hardere. Alle disse treffene legger opp til trykk , som betyr at jo varmere gassen blir, desto raskere kommer molekylene inn den beveger seg, desto mer press utøver de på containerens vegger.
Kommentarer
- hvert gode svar, jeg oppstemte og en ting til, hvordan kan denne utvidelsen brukes til å fungere? Som jeg hørte læreren min sa at hvis det ikke er noen volumendring for systemet, betyr det at det ikke er noe arbeid.
- enkelt. Du gjør en vegg av gassbeholderen bevegelig. når du varmer opp gassen, skyver den på veggen og får den til å bevege seg. Deretter kobler du den bevegelige veggen til maskinen din, der den snur en veiv eller skyver på en spak osv. Og utfører arbeid. Slik fungerer bilmotorer.
- Beklager, herr Nielsen, jeg har 1 spørsmål til. Så volumøkningen for et system utfører ikke nødvendigvis arbeid hvis den bevegelige veggen ikke er festet til en slags maskiner? For eksempel en ballong alene?
- du har rett, en " gratis " utvidelse virker bare mot trykket av atmosfæren. Disse forholdene blir forklart i et første kurs i termodynamikk du vil få på college. Jobber du nå fra en lærebok? høyskole eller videregående? -Niels
- Lykke til med deg i studiene!
Svar
A oppvarmet gass ekspanderer ikke hvis den er i for eksempel en stålbeholder. I stedet øker trykket på grunn av den større kinetiske energien.
Hvis den er i for eksempel en ballong, skyver jo større trykk utover på ballongen og får den til å utvide seg.
Svar
Jeg kan ikke relatere denne økningen av kinetisk energi til ekspansjon.
Volumet til en gass som er oppvarmet øker ikke nødvendigvis.
Hvis gassen er inneholdt i en beholder med konstant volum, vil den ikke utvide men heller trykket på gassen vil øke.
Dette skyldes at når gassmolekylene blir oppvarmet, vil de bevege seg raskere og komme tilbake fra beholderveggen og få større endring i fart og dette vil skje oftere.
Dermed kraften (hastighetsendring av momentum) som utøves av gassmolekylene på veggene per enhet av veggenhet (trykk) vil øke.
Tenk nå på gassen som er oppvarmet i en beholder, og gassens trykk får være konstant fordi beholderen kan ekspandere.
I dette tilfellet vil gassmolekylene igjen komme seg ut av veggen til beholderen lider av en større endring i momentum, men nå vil området som molekylene utøver en kraft på veggene ha økt og dermed holde trykket konstant.
—-
På en mer formell måte når det gjelder den kinetiske teorien om gasser, er trykket som utøves av en gass $ P = \ frac 13 \ rho c ^ 2 _ {\ rm rms} $ der $ \ rho $ er tettheten av gassen og $ c ^ 2 _ {\ rm rms} $ er den gjennomsnittlige firkantede hastigheten til gassmolekylene.
Hvis gassen varmes opp med konstant volum, forblir gassens tetthet den samme, men den gjennomsnittlige kvadrathastigheten til molekylene øker, slik at trykket må øke.
På den annen side, hvis gassens tetthet avtar (på grunn av volumøkning) med samme hastighet som den gjennomsnittlige kvadrathastigheten til molekylene, vil gassens trykk forbli konstant .