Γιατί η θερμοκρασία των σταγόνων αερίου σε μια αδιαβατική διαδικασία;

Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί η θερμοκρασία ενός αερίου πέφτει κατά τη διάρκεια μιας αδιαβατικής διαδικασίας:

Κατανόηση αδιαβατικών διαδικασιών

Μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία όπου δεν υπάρχει μεταφορά θερμότητας μεταξύ του συστήματος (αερίου) και του περιβάλλοντος του. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα είναι απόλυτα μονωμένο. Δείτε πώς σχετίζεται με τις αλλαγές θερμοκρασίας:

* Εργασία και εσωτερική ενέργεια: Όταν ένα αέριο επεκτείνεται αδιαβάστα, λειτουργεί στο περιβάλλον του. Αυτό σημαίνει ότι μεταφέρει ενέργεια προς τα έξω. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας, η ενέργεια για αυτό το έργο πρέπει να προέρχεται από την εσωτερική ενέργεια του αερίου.

* Εσωτερική ενέργεια και θερμοκρασία: Η εσωτερική ενέργεια σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία του αερίου. Καθώς το αέριο χάνει την εσωτερική ενέργεια για να κάνει εργασία, η θερμοκρασία του μειώνεται.

Απλοποιημένη αναλογία

Φανταστείτε ένα σφραγισμένο δοχείο με αέριο μέσα. Εάν ξαφνικά επεκτείνετε τον όγκο του δοχείου (χωρίς να προσθέσετε ή να αφαιρέσετε τη θερμότητα), το αέριο θα επεκταθεί και θα ωθήσει στα τοιχώματα του δοχείου, κάνοντας εργασία. Αυτό το έργο έρχεται σε βάρος της εσωτερικής ενέργειας του αερίου, οδηγώντας σε πτώση της θερμοκρασίας.

Βασικά σημεία

* Χωρίς μεταφορά θερμότητας: Αυτό είναι το καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας αδιαβατικής διαδικασίας.

* Εργασία έγινε: Το αναπτυσσόμενο αέριο λειτουργεί στο περιβάλλον του.

* Διατήρηση ενέργειας: Δεδομένου ότι δεν προστίθεται θερμότητα, η ενέργεια για το έργο προέρχεται από την εσωτερική ενέργεια του αερίου.

* Μείωση της θερμοκρασίας: Η απώλεια της εσωτερικής ενέργειας οδηγεί άμεσα σε μείωση της θερμοκρασίας.

Παραδείγματα πραγματικού κόσμου

* Ταχεία επέκταση ενός αερίου: Όταν απελευθερώνετε γρήγορα αέρα από ένα ελαστικό, ο αέρας ψύχεται επειδή η επέκταση είναι ουσιαστικά αδιαβατική.

* σχηματισμός σύννεφων: Καθώς ο αέρας αυξάνεται στην ατμόσφαιρα, επεκτείνεται και δροσίζει. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό σύννεφων.

* Κύκλοι κινητήρα ντίζελ: Η διαδρομή συμπίεσης ενός κινητήρα ντίζελ έχει σχεδιαστεί για να είναι σχεδόν αδιαβατική, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του αέρα για να ανάψει το καύσιμο.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες σε οποιαδήποτε από αυτές τις έννοιες!