[Corner 0]

Доброго времени суток. Возник, возможно, глупый вопрос. При принудительном расширении реального газа (создании разрежения поршнем в цилиндре без внешнего притока), газ расширяется быстро (условно, адиабатно). Изначальный и конечный объем всегда одинаковые. Процесс происходящий с газом это дросселирование или рабочий ход? Интересует в части насколько снижается температура. При дросселировании снижение минимальное, так температура компенсирует лишь уменьшение энергии в поле межмолекулярного притяжения. При рабочем ходе газ совершает еще и работу, что приводит к более сильному снижению температуры.

[alexvu 5]

Процесс происходит одинаково, как его ни назови. Расширение газа без теплообмена с внешней средой называют адиабатическим.

Температура и работа в идеальном случае однозначно считаются по известным формулам. Насколько Ваш реальный процесс этому соответствует - я не знаю.

В любом случае расширяющийся газ совершает положительную работу (интеграл давление на поршень * длину хода). Но так как внешнее давление тоже совершает работу отрицательную и бОльшую по модулю, то Вам приходится совершать работу принудительно двигая поршень.

[Corner 0]

1 hour ago, alexvu said:

Процесс происходит одинаково, как его ни назови. Расширение газа без теплообмена с внешней средой называют адиабатическим.

Температура и работа в идеальном случае однозначно считаются по известным формулам. Насколько Ваш реальный процесс этому соответствует - я не знаю.

В любом случае расширяющийся газ совершает положительную работу (интеграл давление на поршень * длину хода). Но так как внешнее давление тоже совершает работу отрицательную и бОльшую по модулю, то Вам приходится совершать работу принудительно двигая поршень.

Газ может расширяться адиабатически, при этом совершать работу (рабочий ход) или не совершать (дросселирование или расширение Джоуля-Томпсона). В этих двух случаях температура меняется по разному, хотя зависимость давление/объем почти одинаковое. Вопрос был именно о том, какой вариант тут происходит. Вы, я так понимаю, за то, что совершается работа, хотя аргументация мне известна и, в данном случае, не достаточна. Хотелось бы ответ практика. Аргументация не достаточна, по причине того, что газ внутри не "знает" есть ли газ снаружи. 

[Pengozoid 0]

3 минуты назад, Corner сказал:

Хотелось бы ответ практика

Практика, простите, в расширении газов?

[Tanya 4]

17 minutes ago, Corner said:

 газ внутри не "знает" есть ли газ снаружи. 

Газ знает про поршень. Если Вы умудритесь отодвинуть поршень со скоростью. превышающей скорость звука в несколько раз, то газ не почувствует и работу совершить не сможет, а Вы так сможете?

[Corner 0]

35 minutes ago, Tanya said:

Газ знает про поршень. Если Вы умудритесь отодвинуть поршень со скоростью. превышающей скорость звука в несколько раз, то газ не почувствует и работу совершить не сможет, а Вы так сможете?

Тогда это точно дросселирование. Отодвигаем поршень мгновенно, газ разгоняется, теряет энергию и остывает. Газ занимает весь освободившийся объем, тормозится и нагревается обратно. Температура падает, компенсируя снижение молекулярного притяжения, вследствие увеличения расстояния между молекулами. 

[Tanya 4]

10 minutes ago, Corner said:

 Отодвигаем поршень мгновенно,

Вы где этому научились?

[Corner 0]

51 minutes ago, Tanya said:

Вы где этому научились?

У ГейЛюссака, Джоуля и Томпсона. Именно так они объясняют сей процесс. Хотя, их объяснение еще затейлевее: процесс разбивается на бесконечное число мгновенных скачков поршня.

Изменено 11 февраля, 2019 пользователем Corner

[Tanya 4]

Какой всё-таки процесс они так объясняют?

[Corner 0]

12 hours ago, Tanya said:

Какой всё-таки процесс они так объясняют?

Внутренняя энергия газа не зависит от объема. Процесс расширения газа в пустоту не приводит к изменению его температуры. В реальных газах температура падает, так как увеличивается расстояние между молекулами. Исключение несколько газов, но в них процесс сопровождается сильным трением. Спасибо за общение. Топик помог правильно сформулировать запрос в поисковик, а то поиск "в лоб" выдает все что угодно, кроме того, что нужно.

[Tanya 4]

27 minutes ago, Corner said:

 Спасибо за общение. Топик помог правильно сформулировать запрос в поисковик, а то поиск "в лоб" выдает все что угодно, кроме того, что нужно.

Интересно, так что же Вы хотели узнать?

[Corner 0]

1 hour ago, Tanya said:

Интересно, так что же Вы хотели узнать?

Насколько упадет температура. Теперь я знаю, что этими градусами можно смело пренебречь.

[Tanya 4]

6 minutes ago, Corner said:

Насколько упадет температура. Теперь я знаю, что этими градусами можно смело пренебречь.

В каком процессе?

[SSerge 4]

19 часов назад, Corner сказал:

газ внутри не "знает" есть ли газ снаружи

Вот с этого места и продолжим. Что бы там не происходило за пределами цилиндра и поршня, газ оказывает на поршень давление.

Если давление газа P а площадь поршня S (не путать с энтропией), то сила действующая на поршень F = P*S.

При перемещении на расстояние dx совершается работа dA = F*dx = P*S*dx = P*dV  потому что S*dx есть изменение объема dV.

Заметьте, рассуждения выше никак не зависят от намерений экспериментатора, фаз луны и прочего, только от наличия газа, поршня и предположения о том что процесс квазистационарный, то есть что возмущения возникающие от движения поршня успевают распространяться на весь имеющийся объем газа.

Так что в Ваших терминах любое перемещение поршня (со скоростью много меньше скорости звука в газе) следует называть рабочим ходом.

[Hale 1]

а если не успевает?