Сжатие воздуха

[Andrulik9108]

Добрый день! Чтото я совсем запутался со значениями давления и температуры при сжатии воздуха:

 

1. Этап. Имеем обычное давление воздуха 760ммрс т.е. 1 атм относительно вакуума и температуру 20 градусов.

 

2. Этап. Сжимаем данный воздух до 2атм. Температура должна получиться 40 градусов?

 

3. Этап. Остужаем сжатый до 2атм воздух до температуры 20 градусов. Давление упадет до 1атм? Но ведь объем теперь меньше в 2 раза, чем до 1 этапа?

 

[Никитин]

В 23.10.2025 в 10:35, Arkadiy сказал:

Движущаяся часть это ГАЗ!

pV=nRT

Проведем мысленный эксперимент: Имеем: две емкости, в одной 100 молекул при комнатной температуре, во второй 10 при той же температуре (средние скорости молекул равны). Открываем заслонку - молекулы устремились где их меньше... Что было дальше? Со скоростями?

[chemister2010]

Температура - это статистическая величина. Почему-то многие об этом не догадываются. Так вот, когда вы газ расширяете, скорость молекул газа не уменьшается, но частота ударов об термометр падает, что воспринимается как понижение температуры. 

[Arkadiy]

В 23.10.2025 в 12:42, Никитин сказал:

Проведем мысленный эксперимент: Имеем: две емкости, в одной 100 молекул при комнатной температуре, во второй 10 при той же температуре (средние скорости молекул равны). Открываем заслонку - молекулы устремились где их меньше... Что было дальше? Со скоростями?

Статистики здесь маловато.

Какого относительно размера ваши емкости неясно, сколько молекул на кубометр в ваших емкостях?

Учите уравнение Менделеева- Клапейрона!

n - в нем число молей, в вашем случае число молекул

Изменено 23 Октября, 2025 в 18:02 пользователем Arkadiy

[St2Ra3nn8ik]

В 22.10.2025 в 20:28, Никитин сказал:

"...сил межмолекулярного притяжения..." - это что какая-то пятая сила?

При чём тут "пятая"? Самое обычное межмолекулярное ван-дер-Ваальсово взаимодействие (электромагнитной природы): на относительно больших межмолекулярных расстояниях проявляется как небольшое притяжение между молекулами, а на малых - отталкивание.

 

В 22.10.2025 в 20:28, Никитин сказал:

Никаких движущихся частей, малый баллон и вентиль нагревается. И не надо общих фраз - типа закон того-то, или термодинамика там виновата - что заставляет молекулы двигаться быстрее?  Каким образом?

Движется газ. Над газом в малом баллоне, куда он поступает, опять же совершается механическая работа (против сил отталкивания молекул на малых расстояниях) - газ в нём уплотняется. Работу над ним совершает газ в большом баллоне (он там сжат как пружина и находится под большим, чем в малом, давлении), при этом газ в большом баллоне охлаждается.

 

В 23.10.2025 в 17:34, chemister2010 сказал:

Так вот, когда вы газ расширяете, скорость молекул газа не уменьшается

Это если газ идеальный. Реальный и остывать будет (причины: см. моё сообщение выше выше).

 

В 23.10.2025 в 09:42, Никитин сказал:

Проведем мысленный эксперимент: Имеем: две емкости, в одной 100 молекул при комнатной температуре, во второй 10 при той же температуре (средние скорости молекул равны). Открываем заслонку - молекулы устремились где их меньше... Что было дальше? Со скоростями?

А тут уже другие условия, Arkadiy прав. И статистику на таком числе частиц не собрать. К тому же, если ёмкости макроразмера, то такое количество газа - это глубокий вакуум и свойства газа в этом состоянии сильно отличаются от свойств этого же газа при н. у.

Изменено 23 Октября, 2025 в 19:39 пользователем St2Ra3nn8ik

[Никитин]

В 23.10.2025 в 22:33, St2Ra3nn8ik сказал:

При чём тут "пятая"? Самое обычное межмолекулярное ван-дер-Ваальсово взаимодействие (электромагнитной природы): на относительно больших межмолекулярных расстояниях проявляется как небольшое притяжение между молекулами, а на малых - отталкивание.

Цитата

Закон Шарля — один из основных газовых законов, описывающий соотношение давления и температуры идеального газа.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Шарля

 

Идеа́льный газ — теоретическая модель, широко применяемая для описания свойств и поведения реальных газов при умеренных давлениях и температурах. В этой модели, во-первых, предполагается, что составляющие газ частицы не взаимодействуют друг с другом, то есть их размеры пренебрежимо малы, поэтому в объёме, занятом идеальным газом, нет взаимных неупругих столкновений частиц. Частицы идеального газа претерпевают столкновения только со стенками сосуда. Второе предположение: между частицами газа нет дальнодействующего взаимодействия, например, электростатического 

---------------------------------

 

 

 

 

 

[St2Ra3nn8ik]

В 24.10.2025 в 06:06, Никитин сказал:

идеального газа.

Идеального газа. А мы обсуждаем поведение реальных газов! У последних свойства "чуть" иные: неточечность молекул, и наличие их взаимодействия друг с другом даже не в моменты столкновений.

[Almonax]

В 21.10.2025 в 18:11, Andrulik9108 сказал:

Сжимаем данный воздух до 2атм. Температура должна получиться 40 градусов?

Зависит от того, как сжимать. Изотермически, адиабатически, политропно…

Результаты будут существенно разные!

В 21.10.2025 в 18:11, Andrulik9108 сказал:

Остужаем сжатый до 2атм воздух до температуры 20 градусов. Давление упадет до 1атм? Но ведь объем теперь меньше в 2 раза, чем до 1 этапа?

Опять же, как остужаете? Совершая работу? Или отнимая тепло?

Конечное состояние определяется процессом, который происходит с системой!

[Almonax]

В 21.10.2025 в 22:57, Andrulik9108 сказал:

Я честно говоря размышлял с точки зрения законов термодинамики, но разве они тут не работают?

На основе конкретно каких законов термодинамики вы размышляли? 

[Almonax]

В 21.10.2025 в 23:05, St2Ra3nn8ik сказал:

Не беспокойтесь, при указанных вами условиях работают с достаточной для многих технических применений точностью. Заметные отклонения от них наблюдаются при давлениях больше нескольких сот атмосфер и (или) температурах, близких к температурам сжижения соответствующих газов.

Законы (начала) термодинамики работают всегда! Вы же их путаете с уравнением состояния идеального газа, которое к термодинамике имеет косвенное отношение и является скорее эмпирическим наблюдением. Оно действительно корректно работает только при низких давлениях и высокой температуре, вдали от критических состояний вещества. Более того, уравнение состояния идеального газа противоречит третьему началу термодинамики!

В 22.10.2025 в 08:16, Никитин сказал:

А почему при расширении (газа) температура падает?

При каком расширении? При изотермическом - не падает!

[Almonax]

В 22.10.2025 в 08:16, Никитин сказал:

И вот стенки сосуда исчезают, газ расширяется и.... скорость молекул уменьшается (температура)..

Так стенки не исчезают! А молекулы их толкают, чтобы увеличить объем. Для этого нужно совершить работу, её в адиабатическом процессе можно совершить только за счет внутренней энергии, которая и есть кинетическая энергия системы (для идеального газа). Кинетическая энергия уменьшается - средняя скорость молекул уменьшается - температура уменьшается.

В 22.10.2025 в 19:10, главный колбасист сказал:

А можно газ сжать адиабатически,чтобы температуру не повысить

Адиабата круче изотермы - температура повысится. Можно сжать изотермически - температура не изменится. А можно изобарически - тогда температура уменьшится.