Τι συμβαίνει όταν μειώνετε τη θερμοκρασία ενός αερίου;
1 μείωση του όγκου:Σύμφωνα με το νόμο του Charles (επίσης γνωστός ως νόμος των όγκων), ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με τη θερμοκρασία του όταν η πίεση παραμένει σταθερή. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, τα σωματίδια αερίου έχουν λιγότερη θερμική ενέργεια, με αποτέλεσμα τη μείωση της κινητικής τους ενέργειας. Αυτή η μείωση της ενέργειας οδηγεί σε μείωση της μέσης απόστασης μεταξύ των σωματιδίων αερίου και, συνεπώς, στη μείωση του όγκου που καταλαμβάνει το αέριο.
2. Μείωση της πίεσης:Εάν ο όγκος ενός αερίου μειωθεί ενώ η ποσότητα αερίου και θερμοκρασίας παραμένει σταθερή, η πίεση του αερίου μειώνεται επίσης. Αυτή η σχέση περιγράφεται από τον νόμο του Boyle, ο οποίος δηλώνει ότι η πίεση ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο του όταν η θερμοκρασία και η ποσότητα του αερίου είναι σταθερή. Καθώς ο όγκος μειώνεται, η πίεση που ασκείται από τα σωματίδια αερίου ανά περιοχή μονάδας μειώνεται.
3. Αύξηση πυκνότητας:Η πυκνότητα ορίζεται ως μάζα ανά όγκο μονάδας. Καθώς η θερμοκρασία ενός αερίου μειώνεται, ο όγκος του μειώνεται, ενώ η μάζα του αερίου παραμένει η ίδια. Επομένως, η πυκνότητα του αερίου αυξάνεται επειδή η μάζα διανέμεται σε μικρότερο όγκο.
4. Μοριακή κίνηση:Η μείωση της θερμοκρασίας ενός αερίου προκαλεί τη μείωση της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων αερίου. Ως αποτέλεσμα, τα μόρια αερίου κινούνται πιο αργά και οι συγκρούσεις τους μεταξύ τους και τα τοιχώματα των εμπορευματοκιβωτίων γίνονται λιγότερο συχνές και λιγότερο ενεργητικές. Αυτή η μείωση της μοριακής κίνησης μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στις φυσικές ιδιότητες και τη συμπεριφορά του αερίου.
5. Εκτονοποίηση και στερεοποίηση:Εάν η θερμοκρασία ενός αερίου μειωθεί επαρκώς, μπορεί να φτάσει σε ένα σημείο όπου συμπυκνώνεται σε υγρό ή ακόμα και στερεοποιείται σε μια στερεά κατάσταση. Αυτή η διαδικασία μετάβασης φάσης συμβαίνει όταν τα σωματίδια αερίου χάνουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν την τάση τους να παραμείνουν στην αέρια κατάσταση και τη μετάβαση σε πιο συμπυκνωμένο υγρό ή στερεά φάση.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της μείωσης της θερμοκρασίας σε ένα αέριο μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με τις αρχικές συνθήκες του αερίου και την έκταση της μεταβολής της θερμοκρασίας.
