Газ расширяясь охлаждается почему кратко
Обновлено: 05.07.2024
при быстром расширении объем газа увеличивается, следовательно, газ совершает положительную работу. Поскольку расширение быстрое, газ не успевает получить энергию извне (из теплообмена с окружающей средой) и вся работа, совершаемая газом, совершается за счет изменения внутренней энергии самого газа. Работа положительная - изменение энергии отрицательное, т. е. внутренняя энергия газа уменьшается (т. е. уменьшается температура газа) .
Все это вместе называется адиабатным расширением.
Кол-во молекул в ед. объема уменьшается, а значит и кол-во заключенной энергии в ед объема - тоже.
А энергия с температурой как связана, помнишь?
Э=мv2/2 Это кинетическая энергия одной молекулы газа массой м.
То есть, если энергия падает, то падает и скорость движеия молекул газа.
Теперь как связана скорость с температурой газа?
Ну вот и все почти
907. Газ, расширяясь, охлаждается. Почему?
Потому что газ совершает работу, тем самым теряя внутреннюю энергию.
908. Когда внутренняя энергия газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания больше: после проскакивания искры или к концу рабочего хода?
Внутренняя энергия больше в моменты после проскакивания искры. В момент детонации и сгорания топлива в ДВС высвобождается та энергия, за счет которой работает ДВС. К концу рабочего хода вся энергия сгорания топлива переходит в механическую энергию вращения коленвала.
909. Какое количество теплоты выделилось при торможении до полной остановки грузовика массой 6,27 т, вначале ехавшего со скоростью 57,6 км/ч?
910. Какая работа совершена внешними силами при обработке железной заготовки массой 300 г, если она нагрелась на 200 °С?
911. На токарном станке обтачивается деталь со скоростью 1,5 м/с. Сила сопротивления равна 8370 Н. Какое количество теплоты выделится в данном процессе за пять минут?
912. Считая, что вся энергия идет на полезную работу, найдите, какое количество энергии в час необходимо тепловому двигателю мощностью 735 Вт?
913. Приняв, что вся тепловая энергия угля обращается в полезную работу, рассчитайте, какого количества каменного угля в час достаточно для машины мощностью 733 Вт?
914. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 150 кДж, а холодильник за это же время получает от теплового двигателя количество теплоты, равное 100 кДж. Определите полезную работу двигателя за это время.
915. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 120 кДж. Тепловой двигатель совершает при этом полезную работу 30 кДж.
Определите КПД теплового двигателя.
916. Тепловой двигатель получает от нагревателя количество теплоты, равное 600 кДж. Какую полезную работу совершит тепловой двигатель, если его КПД равен 30% ?
917. Нагреватель отдает тепловому двигателю за 30 мин количество теплоты, равное 460 МДж, а тепловой двигатель отдает количество теплоты, равное 280 МДж. Определите полезную мощность двигателя.
918. Паровой молот мощностью 367 кВт получает от нагревателя в час количество теплоты, равное 6720 МДж. Какое количество теплоты в час получает холодильник?
919. Нагреватель отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 20 кДж. За то же время тепловой двигатель отдает холодильнику количество теплоты, равное 15 кДж. Найдите работу, совершенную тепловым двигателем, и его КПД.
920. Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за 1 ч, если его полезная мощность равна 2 кВт, а КПД равен 12% ?
921. Полезная мощность механизма 800 Вт, КПД равен 12%. Какое количество теплоты получает механизм в час?
922. Мопед, едущий со скоростью 20 км/ч, за 100 км пути расходует 1 кг бензина. КПД его двигателя равен 22%. Какова полезная мощность двигателя?
923. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мощностью 36,6 кВт, который сжигает в течение одного часа 10 кг нефти.
924. Каков КПД мотора мощностью 3660 Вт, который за час расходует 1,5 кг бензина?
925. Мощность паровой машины 366,5 кВт, КПД равен 20%. Сколько сгорает каменного угля в топке паровой машины за час?
926. Сколько бензина расходует в час мотор мощностью 18 300 Вт с КПД 30% ?
927. Сколько надо в час бензина для двигателя мощностью 29,4 кВт, если коэффициент полезного действия двигателя 33% ?
928. Паровая машина мощностью 220 кВт имеет КПД 15%. Сколько каменного угля сгорает в ее топке за 8 ч?
929. Нагреватель за час отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 25,2 МДж. Каков КПД двигателя, если его мощность 1,47 кВт?
930. Современные паровые механизмы расходуют 12,57 МДж в час на 735 Вт. Вычислите КПД таких механизмов.
931. Нагреватель в течение часа отдает паровому молоту на каждые 735 Вт его механической мощности количество теплоты, равное 21,4 МДж. Вычислите КПД молота и сравните его с КПД механизмов из предыдущей задачи.
932. Тепловой двигатель мощностью 1500 кВт имеет КПД 30%. Определите количество теплоты, получаемое двигателем в течение часа.
933. Какое количество теплоты получает в течение часа двигатель Дизеля мощностью 147 кВт и с КПД, равным 34% ?
934. Тепловой двигатель мощностью 1 кВт имеет КПД 25%. Какое количество теплоты в час он получает?
935. Сколько каменного угля в час расходуется тепловым двигателем с КПД, равным 30%, и мощностью 750 Вт?
936. Мощность двигателей океанского лайнера 29,4 МВт, а их КПД равен 25%. Какое количество нефти израсходует лайнер за 5 суток?
937. Бензиновый двигатель мощностью 3660 Вт имеет КПД, равный 30%. На сколько времени работы хватит стакана (200 г) бензина для этого двигателя?
938. Мощность дизельного двигателя 367 кВт, КПД 30%. На сколько суток непрерывной работы хватит запаса нефти 60 т такому двигателю?
Наука утверждает, да и опыт показывает, что при нагревании тела расширяются, а газ в холодильнике при расширении охлаждается, то есть получается газ расширяется при охлаждении.
Получается, что когда нагревают атомы железа, то они сильнее колеблются и, соответственно, занимают больше места, то же самое происходит и с газом, его нагревают и его объем становится больше.
А что происходит, например, с бытовым газом при его сжижении? Сначала газ сжимают, он несколько разогревается, это можно увидеть на обычном холодильнике – его задняя стенка всегда теплая. Дальше этот сжатый газ выходит через маленькое отверстие и быстро расширяется, в результате чего его температура резко падает значительно ниже, той, которая была до сжатия. Мы получили холодный газ.
Это же количество более холодного газа мы можем снова сжать и затем снова его расширить. В результате этого мы получим еще более низкую температуру. Повторяя этот цикл несколько раз, мы можем достичь такой низкой температуры, что газ превратится в жидкость. Это и происходит при сжижении метана или пропана, да и всех газов.
Вроде и противоречия никакого нет. Газ при охлаждении, в конце концов, сжался в соответствии с утверждением, что тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Все бы хорошо, да вот есть два таких подозрительных пункта.
Первый. Уж больно сильно нарушился коэффициент расширения газов. Если посмотрите на табличку
этого коэффициента, то увидите, что газы расширяются на каждые 100 градусов примерно в три раза. Если бы эта линейность соблюдалась, то при охлаждении газа на 200 градусов его объем должен был бы уменьшится всего в 9 раз. А пропан, который мы используем, при температуре – 42 градусов, изменяет свой объем примерно в 600 раз. А по законам физики должен был уменьшится примерено в 1,42 раза. Вот такое чудо. С другими газами дела почти такие же.
Второй пункт. Это вот чудо в расширительной камере. Объем вырос, а температура упала. Что-то мы где-то не учли. Если мы связали температуру с соударениями атомов, то может быть эти соударения зависят не только от объема, занимаемого атомами, а и от качества самих атомов и молекул? Вот этого как раз наука и не принимает во внимание. Это можно понять, только войдя в квантовый мир.
Когда газ с инжектора вырывается в расширительную камеру, то его атомы, а, соответственно, и электроны в них, получают определенное ускорение и в результате этого излучают тепловые фотоны . Фотон – это часть электрона, его тела, о чем я писал уже много раз. Электрон просто физически становится меньше по размеру и массе. И он после излучения переходит на более близкий уровень к ядру. Его скорость возрастает, а весь атом и за ним молекула уменьшаются в объеме.
Такое изменение качества атомов приводит к тому, что интенсивность соударений падает и температура понижается. Поэтому главной причиной уменьшения температуры газа является изменения самих составляющих газа, их внутреннего состояния. А объем газа имеет второстепенную роль. В каскадном сжижении природного газа одна и та же порция газа проходит много степеней изменения размеров, и температура все понижается и понижается.
Потому что внутренняя энергия газа переходит в потенциальную энергию тела, содержащего расширающийся газ.
Попробуйте провести следующий опыт. Приготовление раствора
сахара и расчёт его массовой доли в растворе.
Отмерьте мерным ( Подробнее. )
Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих ( Подробнее. )
Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. ( Подробнее. )
11.
Выпишите слово, в котором на месте пропуска пишется буква Е.
произнос., шь ( Подробнее. )
Читайте также: