Dus als een volume gas wordt verwarmd, verhoogt de toevoeging van energie de “kinetische energie van de deeltjes. Dit betekent alleen dat ze nu sneller bewegen, toch?” kan deze toename van kinetische energie niet relateren aan expansie. Groeien de deeltjes of zoiets?
Reacties
- zie dit hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kinetic/kinthe.html
Antwoord
De moleculen waaruit het gas bestaat, zijn in willekeurige beweging en stuiteren tegen elkaar en tegen de wanden van de container waarin ze zich bevinden. Hun gemiddelde snelheid tussen stuiters vertelt ons de temperatuur van de gasmoleculen. ze (in de vorm van warmte) zorgen ervoor dat ze sneller bewegen, waardoor de temperatuur van het gas stijgt. De toegevoegde energie betekent dat wanneer ze de wanden van hun container raken, ze harder slaan. Al die treffers tellen op tot druk , wat betekent dat hoe heter het gas wordt, hoe sneller de moleculen erin komen het beweegt, hoe meer druk ze uitoefenen op de wanden van de container.
Reacties
- elk goed antwoord, ik heb een positieve opmerking gemaakt en nog een ding, hoe kan deze uitbreiding werken? Zoals ik mijn leraar hoorde zeggen: als er geen verandering in volume voor het systeem is, betekent dit dat er geen werk is.
- eenvoudig. Je maakt één wand van de gashouder verplaatsbaar. als je het gas verwarmt, drukt het tegen de muur en laat het bewegen. Je sluit dan de bewegende muur aan op je machine, waar hij een kruk draait of op een hendel drukt etc. en werkzaamheden verricht. dit is hoe automotoren werken.
- sorry, meneer Nielsen, ik heb nog één vraag. Dus de toename van het volume voor een systeem hoeft niet per se werk te verrichten als de bewegende wand niet aan een soort machine is bevestigd? Bijvoorbeeld een ballon alleen?
- je hebt gelijk, een " gratis " uitbreiding werkt alleen tegen de druk in van de atmosfeer. Deze zaken worden uitgelegd in een eerste cursus thermodynamica die je op de universiteit zou krijgen. Werk je nu vanuit een leerboek? hogeschool of middelbare school? -Niels
- Veel succes met je studie!
Antwoord
A verwarmd gas zet niet uit als het zich bijvoorbeeld in een stalen container bevindt. In plaats daarvan stijgt de druk door de grotere kinetische energie.
Als deze zich bijvoorbeeld in een ballon bevindt, wordt de ballon door de grotere druk naar buiten geduwd en zet deze uit.
Antwoord
Ik kan deze toename van kinetische energie niet relateren aan expansie.
Het volume van een gas dat is verwarmd, neemt niet noodzakelijkerwijs toe.
Als het gas zich in een vat met constant volume bevindt, zal het niet uitzetten, maar eerder zal de druk van het gas toenemen.
Dit komt omdat bij verhitting de gasmoleculen sneller zullen bewegen en van de wand van de container zullen terugveren en een grotere verandering in momentum ondergaan en dit zal vaker gebeuren.
Dus de kracht (snelheid van verandering van momentum) uitgeoefend door de gasmoleculen op de wanden per eenheid wandoppervlak (druk) zal toenemen.
Beschouw nu het gas dat in een container wordt verwarmd en de druk van het gas mag constant blijven omdat de container kan uitzetten.
In dit geval zullen de gasmoleculen weer terugveren van de wand van de container een grotere verandering in momentum ondergaan, maar nu zal het gebied waarop de moleculen een kracht op de wanden uitoefenen, zijn toegenomen, waardoor de druk constant blijft.
—-
Op een meer formele manier in termen van de kinetische theorie van gassen, is de druk die door een gas wordt uitgeoefend $ P = \ frac 13 \ rho c ^ 2 _ {\ rm rms} $ waarbij $ \ rho $ de dichtheid van het gas is en $ c ^ 2 _ {\ rm rms} $ is de gemiddelde vierkante snelheid van de gasmoleculen.
Als het gas met constant volume wordt verwarmd, blijft de dichtheid van het gas hetzelfde, maar de gemiddelde vierkante snelheid van de moleculen neemt toe, dus de druk moet toenemen.
Aan de andere kant, als bij verwarming de dichtheid van het gas afneemt (als gevolg van een toename in volume) met dezelfde snelheid als de gemiddelde vierkante snelheid van de moleculen, zal de druk van het gas constant blijven .