Ποια είναι η επίδραση της μεταβολής της θερμοκρασίας στην πίεση που περιέχει αέριο;

Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και πίεσης ενός αέριο που περιέχει είναι άμεσα αναλογική, που σημαίνει ότι αλλάζουν προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτό περιγράφεται από το νόμο του Gay-Lussac , που δηλώνει:

Σε σταθερό όγκο, η πίεση ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του.

Δείτε πώς λειτουργεί:

* Αυξημένη θερμοκρασία: Καθώς η θερμοκρασία ενός αερίου αυξάνεται, τα μόρια αποκτούν κινητική ενέργεια και κινούνται ταχύτερα. Αυτά τα μόρια συγκρούονται με τους τοίχους του δοχείου συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη, με αποτέλεσμα υψηλότερη πίεση.

* Μειωμένη θερμοκρασία: Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, τα μόρια αερίου επιβραδύνουν και συγκρούονται λιγότερο συχνά και με λιγότερη δύναμη, οδηγώντας σε χαμηλότερη πίεση.

Μαθηματική εκπροσώπηση:

Η σχέση μπορεί να εκφραστεί ως:

P₁/t₁ =p₂/t₂

Οπου:

* P₁ =αρχική πίεση

* T₁ =αρχική απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin)

* P₂ =τελική πίεση

* T₂ =τελική απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin)

Σημαντική σημείωση:

* Αυτή η σχέση ισχύει μόνο για ιδανικά αέρια , τα οποία είναι θεωρητικά αέρια χωρίς διαμοριακές δυνάμεις. Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.

* Ο όγκος του δοχείου πρέπει να διατηρείται σταθερός για να ισχύει αυτή η σχέση.

Πρακτικά παραδείγματα:

* Εφαρμογή ενός ελαστικού: Όταν αντλείτε αέρα σε ένα ελαστικό, ο αέρας μέσα συμπιέζεται, αυξάνοντας την πίεση. Καθώς ο αέρας θερμαίνεται λόγω τριβής, η πίεση αυξάνεται περαιτέρω.

* κουζίνα πίεσης: Μια κουζίνα πίεσης χρησιμοποιεί την αρχή της αυξημένης πίεσης λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας για να μαγειρεύουν τα τρόφιμα γρηγορότερα.

* Μοτίβα καιρού: Οι αλλαγές στη θερμοκρασία του αέρα μπορούν να επηρεάσουν τα συστήματα πίεσης και να επηρεάσουν τα πρότυπα καιρού.

Συνοπτικά, η θερμοκρασία και η πίεση ενός φυσικού αερίου είναι άμεσα ανάλογη, που σημαίνει ότι η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε αύξηση της πίεσης και αντίστροφα.