Бамп
Ну смотри, если на примере ракеты допустим, в сопле происходит возгорание топлива и атомы топлива врезаются в атомы сопла, передавая им кинетическую энергию, благодаря форме сопла вся эта передача идёт в одном направлении и все атомы ракеты начинают двигаться вверх. Если бы вместо ракеты мы просто сожгли это топливо в каком-нибудь металлическом шаре к примеру, то передача энергии шла бы рандомно во всех направлениях, не суммируясь в едином векторе, атомы шара равномерно перераспределили бы энергию между собой и тем самым шар бы нагрелся.
Да, но где происходит уменьшение температуры, переходящее в работу?
Скорость движение "сгоревшего" атома, ударяющегося в стенку сопла, минус скорость движения сопла-ракеты?
Но даже если бы ракета не двигалась, или двигалась в обратном направлении, то работа всё равно овершалась совершалась, на торможение(как у швитого маска)
Не может же быть температура=та же температура+работа, может быть только температура-работа=конечная температура
>Да, но где происходит уменьшение температуры, переходящее в работу?
Не происходит увеличения температуры. Если ракету закрепить на месте, то она нагреется гораздо сильнее, чем если дать ей улететь.
>Если ракету закрепить на месте, то она нагреется гораздо сильнее, чем если дать ей улететь.
Т.е. как я и писал-в случае полезной работы(есть движение) разность скоростей движущейся горячей частицы и того во что она ударяется, или в случае работы в пустую(нет движения или преобразования энергии другого рода)-в нагрев деталей, контактирующих с горячим рабочим телом?
Именно так.
Получается чем больше скорость движения рабочего органа теплового двигателя, тем выше кпд?
Ага, у реактивных двигателей кпд примерно 25%, у ионных, с скоростью рабочего тела под 10 км/с - 70% кпд.
Не, я не про рабочее тело говорил, а про рабочий орган, который отбирает мощность у рабочего тела, типа поршня или лопатки турбины.
А какая разница? 3-ий закон Ньютона же. И тут не скорость важна, а ускорение.
Рабочее тело расширилось (газ в данном случае на второй пикче) при возгорании, толкнуло поршень, поршень крутанул вал. При нагревании( возгорании) газ расширяется и совершает работу. Молекулы газа горячие, т.е. полны энергии, с радостью пиздошатся о рабочее тело, передавая ему свою энергию. Продукты горения вылетели в выпуск. Конечно, хорошо бы чтоб двигатель был пиздецки горячим, было бы эффективней, но есть оперделенные технические трудности, типа усталости металла и температуры плавления(!)
Про атомы сопли какая то хуета я нихуя не понял, там вообще другой прикол, что расширяющиеся газы под давлением толкают ракету вверх, а чтобы "не ебануло" выходят через сопло снизу, сопло определенной формы и размера, ибо КПД. Ладно, хуйню несу конечно, но примерно принцип прослеживается.
Ну и типа надо разобраться,что такое вообще температура? Это частота соударения молекул и создает ощущения температуры, то есть чем чаще молекулы воздуха, к примеру, пиздят по твоему тупому ебальнику, уж прости мой французский, тем большую температуру ты ощущаешь, в свою очередь, молекулы передают тебе энергию и понижают частоту своих соударений, вследствие и температура снижается.
Второе начало запрещает полное превращение тепла в работу
>Рабочее тело после выхода из тепловой машины имеет теплоту меньшую, чем в случае полного сгорания топлива вне тепловой машины, на величину выполненной работы?(при условии нулевых теплопотерь тепловой машины в окружающую среду)
Да. Закон сохранения энергии. Школьная формула ТЕПЛОТА=ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ+РАБОТА, в случае простого сгорания Работа=0, значит вся теплота останется в виде внутренней энергии (которая и определяет температуру).
>На каком этапе эта исчезает из общей теплоты рабочего тела и переходит в работу? Или не появляется, переходя в работу.
Из той же формулы, при совершении работы расходуется внутренняя энергия, равная работе. Например, газ, расширяясь, двигает поршень, то есть тепловая энергия превращается в кинетическую. Чем больше продвинулся поршень, тем ниже температура рабочего тела. Это происходит не в какой-то момент, а в течение всей фазы движения поршня. Иными словами и грубо говоря, внутренняя энергия — энергия движения атомов, атомы, сталкиваясь с поршнем, передают часть своей энергии поршню.
С ракетой несколько иная история. Ракета — это реактивное движение. Оно осуществляется не засчёт соударения атомов топлива и сопла (чё блять?), а засчёт вылета продуктов сгорания из сопла в направлении, противоположном движению ракеты (смотри закон сохранения импульса). Выходят они из сопла не для того, "чтобы не ебануло", а потому, что это и есть условие движения ракеты. И если ракету закрепить на месте, она не нагреется сильнее, чем при движении, просто энергия, которая обычно тратится на движение, будет тратиться на оказание давления на опору/преодоление силы трения крепящего механизма. Немного теплоты выделится, конечно, но как побочный эффект.
А вообще ракета — это не про тепловые машины, так что вас не туда повело.
>Получается чем больше скорость движения рабочего органа теплового двигателя, тем выше кпд?
Формула КПД: (T1+T2)/T1, где T1 — температура нагретого рабочего тела, T2 — его конечная температура (после совершения работы). Отсюда следует, что наилучший способ повышения КПД — снижение T2, в идеале до абсолютного нуля, что невозможно (смотри третий закон ТД). Или же можно повысить рабочую температуру.
Да. Закон сохранения энергии. Школьная формула ТЕПЛОТА=ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ+РАБОТА, в случае простого сгорания Работа=0, значит вся теплота останется в виде внутренней энергии (которая и определяет температуру).
>На каком этапе эта исчезает из общей теплоты рабочего тела и переходит в работу? Или не появляется, переходя в работу.
Из той же формулы, при совершении работы расходуется внутренняя энергия, равная работе. Например, газ, расширяясь, двигает поршень, то есть тепловая энергия превращается в кинетическую. Чем больше продвинулся поршень, тем ниже температура рабочего тела. Это происходит не в какой-то момент, а в течение всей фазы движения поршня. Иными словами и грубо говоря, внутренняя энергия — энергия движения атомов, атомы, сталкиваясь с поршнем, передают часть своей энергии поршню.
С ракетой несколько иная история. Ракета — это реактивное движение. Оно осуществляется не засчёт соударения атомов топлива и сопла (чё блять?), а засчёт вылета продуктов сгорания из сопла в направлении, противоположном движению ракеты (смотри закон сохранения импульса). Выходят они из сопла не для того, "чтобы не ебануло", а потому, что это и есть условие движения ракеты. И если ракету закрепить на месте, она не нагреется сильнее, чем при движении, просто энергия, которая обычно тратится на движение, будет тратиться на оказание давления на опору/преодоление силы трения крепящего механизма. Немного теплоты выделится, конечно, но как побочный эффект.
А вообще ракета — это не про тепловые машины, так что вас не туда повело.
>Получается чем больше скорость движения рабочего органа теплового двигателя, тем выше кпд?
Формула КПД: (T1+T2)/T1, где T1 — температура нагретого рабочего тела, T2 — его конечная температура (после совершения работы). Отсюда следует, что наилучший способ повышения КПД — снижение T2, в идеале до абсолютного нуля, что невозможно (смотри третий закон ТД). Или же можно повысить рабочую температуру.
>С ракетой несколько иная история. Ракета — это реактивное движение. Оно осуществляется не засчёт соударения атомов топлива и сопла (чё блять?), а засчёт вылета продуктов сгорания из сопла в направлении, противоположном движению ракеты (смотри закон сохранения импульса).
>закон сохранения импульса
Так в тепловых машинах то же самое, не? Молекулы летят и ударяются.
>(T1+T2)/T1, где T1 — температура нагретого рабочего тела, T2 — его конечная температура (после совершения работы). Отсюда следует, что наилучший способ повышения КПД — снижение T2, в идеале до абсолютного нуля
А не минус?
Ну это в идеале, а в реале нужно же повышать температуру двигателя, в идеале до температуры горения рабочего тела, чтобы контактируя с ним расширяющееся рабочее тело не охлождалось?
>Так в тепловых машинах то же самое, не? Молекулы летят и ударяются.
Тепловые машины преобразуют теплоту в другие виды энергии, используя три начала ТД. Ракеты же используют закон сохранения импульса (ЗСИ), в двигателе ракеты происходят превращения, связанные с теплотой, но сам принцип движения ракеты не связан с тепловыми машинами. Прототип ракеты, пердящий шарик, использует тот же ЗСИ, но при этом не используя теплоту. Поршень в двигателе ходит вследствие передачи ему энергии (столкновения атомов), а ракета летит вследствие потери массы (свободного вылета атомов).
>А не минус?
Ну это в идеале, а в реале нужно же повышать температуру двигателя, в идеале до температуры горения рабочего тела, чтобы контактируя с ним расширяющееся рабочее тело не охлождалось?
Да, минус. Сори за опечатку.
Как раз в идеале нужно иметь температуру двигателя, равную температуре рабочего тела, а также изоляцию, чтоб не было теплопотерь и отсутствие сил трения и подобной сволочи. В реале всё это сложно сделать, поэтому фактический КПД ниже расчётного (T1-T2)/T1
>Как раз в идеале нужно иметь температуру двигателя
Вообще идеале, или хотя бы потенциально возможном идеале?
Так-то если даже если рабочее тело совершит работу в двигателе, имеющем такую же температуру как и у него, то выйдет оно из него всё равно нагретым, т.е. ещё содержа энергию. Ну мне так кажется по логике
Каким будет кпд двигателя при этом?
Смотри какая биба. Начнём с того, что я напиздел ранее. Т1 - температура нагревателя, Т2 - температура холодильника, так будет правильнее. В начала цикла рабочее тело (РТ) имеет температуру Т2, потом греется до Т1 и совершает работу (турбину вращает, например). После совершения работы РТ имеет температуру ниже Т1, но выше Т2, поэтому для завершения цикла мы отдаем лишнюю теплоту холодильнику. Наличие холодильника — обязательное условие работы тепловой машины, без него цикл не завершится.
Из формулы видно, что для 100% КПД нужно иметь температуру холо 0 Кельвинов, что невозможно даже теоретически.
Так что получается, что по формуле мы находим теоретически максимально возможный КПД при данных температурах. Например, 60%. Остальные 40% — это не потери, а обязательное условие, нолог, так сказать. А фактический КПД получается ниже засчёт потерь в окруж среду, расходы на трение и прочее.
Для наглядности посчитаем пример. Есть электростанция с паротурбинной установкой. Допустим, что рабочая температура 600°С, температура холодильника (близлежащего водоема) 25°С. Переведем в Кельвины и посчитаем:
(873-298)/873≈0.66
То есть 66% — это теоретически максимально возможный КПД для данных температур (то есть при отсутствии потерь).
Ну это идеальный КПД цикла Карно, стоит пояснить, для других циклов будет несколько иначе. А если говорить в целом о тепловых машинах, то КПД будет определяться так:
A/Q, то есть доля теплоты которая перешла в работу
При этом А=Qполученое-Qотданное холодильнику
Отсюда КПД машины= (Qполученное-Qпереданное)/Qполученное
Блен, а на движок внутреннего сгорания как это всё спроецировать, когда никакого холодильника нет и всё тупо выбрасывается в атмосферу..
>НО! Рабочее тело расширилось, но всё ещё-то осталось горячим, энергия у него всё ещё есть.
Рабочее тело самоохлаждается в процессе расширения. Молекулы разуплотняются, меньше долбят друг друга, и статистически это является более низкой температурой.
Ещё есть лимит внешней температуры и внешнего давления. Тела расширяются, только когда их давит градиентом - а в атмосфере у нас нихуя не 0па и не 0К. В вакууме кпд тепловых двигателей стремится к 1, ибо степень расширения не ограничена ничем кроме допустимых размеров аппарата.
И чё такое вообще этот холодильник?
А, ну это когда замкнутая система, чтобы обратно сжалось расширевшееся рабочее тело, ясно
В двигателе вз тупо выбрасывается и заменяется новым, то же самое что и холодильник равен по температуре окружающей среде?
Странно как-то.. вроде избавились от компонента системы, а ничего не потеряли..
И немного смутно от того что рабочее тело там одновременно и то что совершает работу, и то что нагревает(рабочее тело нашревает само себя).
>Молекулы разуплотняются
Но разлетание же не есть охлаждение. Хмм, хотя вроде и есть...
Температура-скорость движения частиц, а не частота с которой они на что-то взаимодействуют на единицу какой-то площади, или сами с собой в единице какого-то объёма в единицу времени, не?
Разлетание не уменьшает же их скорости.
Получается охлаждение при уменьшении плотности возможно только когда есть разность температур и постоянный переток/убегание тепла
Атмосфера и есть холодильник
Не, это не то, рабочее тело же выбрасывается, а не по кругу пускается.
>И немного смутно от того что рабочее тело там одновременно и то что совершает работу, и то что нагревает(рабочее тело нашревает само себя).
В двигателе вз рабочее тело — это газы. Они сами себя не нагревают. Источник энергии — реакция горения, т е энергия химических связей высвобождается в виде тепла, газы - продукты реакции- расширяются и двигают поршень, т. е. Энергия переходит в кинетическую.
>Странно как-то.. вроде избавились от компонента системы, а ничего не потеряли..
Избавились, заменив его новой порцией топлива, плюс выбросили излишки теплоты
>Не, это не то, рабочее тело же выбрасывается, а не по кругу пускается.
А разница? Наша задача — завершить цикл. В начале цикла у нас пустой цилиндр без газов, после сброса газов приходим в начальное положение
Тут хитрая хуйня.
Газ совершает механическую работу, когда создаёт давление на толкаемый поршень. От движущегося поршня молекулы отскакивают медленнее, т.е. газ охлаждается.
Когда газ просто разлетается в пустоту - он механической работы не совершает, и температура газа будет практически постоянной (кроме небольшого торможения межмолекулярными силами).
Уравнение Менделеева-Клапейрона
Объём растёт — температура падает
>Уравнение Менделеева-Клапейрона
Вот уж не думал что из-за этого своего треда задумаюсь а схерали он вообще работает...
Расширение тоже не бесплатно происходит
Да, но на скорость движения молекул это как повлияет?
Допустим частицы находятся в сосуде с такой же температурой как и у газа, который составляют эти частицы.
Вдруг объём сосуда увеличился в n раз. С чего бы это вдруг изменилась температура?
Концентрация частиц становится ниже, они меньше соударяются
Но температура это скорость, а не частота соударений.
Частота соударений это давление.
Может быть большое давление и холодного газа.
Физические законы это не догма а попытка выявить закономерности в окружающем мире. У них свои границы применимости. Энергия как таковая это просто математическая абстракция используя которую легче всего делать расчеты по ранее выявленным формулам.
Термодинамика вообще в этом плане трудный ребенок с непростой судьбой. Многие закономерности были выявлены еще до закрепления кинетической теории газа как основной. Это же касается и классических тепловых машин. В те годы мужики не мудрствовали лукаво а просто грели газ и строили графики. На пикрилейтеде установка достаточная для выявления закономерностей между P, V и T, работу по поднятию груза то же не сложно посчитать. Заметь что данные законы справедливы только для замкнутого объема газа. Можешь мысленно поэкспериментировать изобарное расширение, изохорное нагревание и.т.п. это все отсюда.
>На каком этапе энергия исчезает из общей теплоты рабочего тела и переходит в работу?
Энергия это абстракция как и работа и теплота. Ее не измерить напрямую и можно только посчитать, причем по разному и получить разные значения которые все будут правдой в своих рамках.
Фактически ты хочешь узнать когда энергия рабочего тела начала уменьшаться а произведенная работа увеличиваться. Ну с произведенной работой все легко -она начала увеличиваться как только груз начал подниматься. С энергией рабочего тела не все так гладко. Во первых как ты ее хочешь посчитать? По какой формуле? Энергия это не абсолютная величина а относительная. Вот еду я в лифте. Относительно говна в углу лифта моя кинетическая энергия равна нулю, а вот относительно говна на лестничной клетке она уже весьма существенна. То же самое с тепловой энергией. Литр воздуха комнатной температуры и давления обладает нулевой энергией относительно воздуха в комнате. А вот относительно зимнего воздуха на улице его энергия уже не нулевая.
Оно работает для замкнутого объема.
Добавлю:
Можно измерять энергию в углях.
Допустим в данной установке чтобы поднять 1 кг на высоту один метр нужно потратить 100 гр. угля.
Чтобы без груза поднять поршень на ту же высоту и получить тот же объем давление и температуру нужно потратить 60 гр. угля.
100-60 = 40 гр угля полезной работы. Но угли не очень пиздато звучит, хочу Джоули.
Можно вспомнить что чтобы поднять груз 1 кг на 1 метр нужно затратить ~9.8 Джоуля
Значить 40 гр угля = 9.8 Джоуля. Вот такие дела.
>Ну с произведенной работой все легко -она начала увеличиваться как только груз начал подниматься. С энергией рабочего тела не все так гладко. Во первых как ты ее хочешь посчитать? По какой формуле?
Я не хочу её посчитать, я хочу понять на относительно/достаточно/максимально(на сегодня) низком(фундаментальном) уровне понять принцип, по которому это явление происходит.
Физический принцип, последовательность, как из одного, через что, какие события, происходит другое.
Со считаниями как раз-таки всё просто и понятно.
Ну, учитывая всё вышесказанное, при свободном расширении газа без совершения работы его температура не будет падать, если не будет теплообмена со средой
Работа равна силе умножить на перемещение.
Работа тем больше, чем больше сил тратиться или больше расстояние проходится.
Работе соответствует одна сила одного направления. А также, путь, который пройдет в результате применение силы.
Газ нагреваем - давление растет - давит на поршень - поршень движется - совершаем работу. Все.
Почему давление растет когда нагреваем - потому что частицы газа быстрее двигаться начинают ( если объяснять на модели идеального газа)
Тут весь сок то как раз когда начинают сравнивать один тепловой процесс с другим. Вводят абстракции типа теплоты и энергии, энтропии и прочее. Пытаются выяснить что лучше и почему, сколько еще можно выжать из грамма угля в теории и.т.д.
Совершенно верно для идеального газа и почти верно для остальных. - https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_expansion
Энтропия как раз оттуда свои корни берет.
>Энергия как таковая это просто математическая абстракция
Вот только эта абстракция порождает вполне реальную гравитацию.
Я не хочу посчитать работу.
Вопрос не в этом.
>Газ нагреваем - давление растет - давит на поршень - поршень движется - совершаем работу. Все.
>Тут весь сок то как раз когда начинают сравнивать один тепловой процесс с другим. Вводят абстракции типа теплоты и энергии, энтропии и прочее. Пытаются выяснить что лучше и почему, сколько еще можно выжать из грамма угля в теории и.т.д.
Вы все почему-то пытаетесь ответить высокоуровневыми абстракциями, а я хочу услышать низкоуровневую. Более фундаментальное. Более фундаментальный ответ почему оно так ппоисходит.
Ответы идут про макромир, а мой вопрос о микромире скорее.
Тут все ответы что-то типа "почему вода? -Потому что кран открыли! Вон можно даже посчитать сколько воды льётся, подставляй ведро"
>Почему давление растет когда нагреваем - потому что частицы газа быстрее двигаться начинают ( если объяснять на модели идеального газа)
Именно, потому что увеличилась температура, т.е. скорость движения частиц. Почему/в какой момент она уменьшится, если температура поршневой камеры будет такой же, как и температура рабочего тела?
Ведь закон сохранения энергии должен выполняться. Масса газа - количество частиц осталось прежним, они получили бОльшую скорость движения и после этого вышли из двигателя. И плюс ещё совершилась работа на передвижение поршня. Они не могли выйти из двигателя с такой же скоростью движения, как если бы не сдвинули перед выходом поршень.
А, хмм.. разность температур всегда будет, т.к. будет повышаться давление, т.к. нагревание в замкнутом объёме без возможности свободного расширения, при этом температура самонагревания газа в результате горения просто будет выше, чем когда если бы он горел в свободном пространстве.
Неудачный пример с двигателем температурой как максимальная температура горения топлива.
Хорошо, тогда почему вообще происходит повышение температуры при сжатии?
>Хорошо, тогда почему вообще происходит повышение температуры при сжатии?
Хм, возможно это из-за не стопроцентного кпд соударения частиц и излучения при этом электромагнитного излучения...
Не могу пока уловить суть
Вот есть колба с поршнем с газом такой же температуры и таким же давлением как газ в комнате, в которой стоит колба.
Вдруг газ в колбе начали сжимать, увеличилось давление, т.к. увеличилось количество соударений частиц за единицу времени в единице объёма, НО НЕ ТЕМПЕРАТУРА. При этом увеличилось количество выделения электромагнитного излучения в единице объёма, т.к. объём стал меньше, а количество соударений частиц в нём соответственно больше, т.к. количество частиц сохранилось.
При этом бОльшее количество выделевшегося эми будет поглащатся прежним количеством частиц, что приведёт к росту температуры, т.е. скорости движения частиц, что приведёт к росту давления-количеству соударений частиц, что приведёт к выделению больше эми в единице объёма, плюс при столкновениях теперь более горячих-быстрее движущихся частиц будет выделяться больше эми...
При этом часть эми будет улетать за пределы колбы в комнату, и так пока температура в колбе и в комнате не выровняется за счёт улетания эми и за счёт контакта более горячих стенок колбы, нагреваемых ударами более быстрых частиц газа в колбе, чем частицы из которых состоит колба, с более медленными частицам газа в комнате.
Осталось понять как поглащение частицей эми приводит к увеличению её скорости
>Работе соответствует одна сила одного направления. А также, путь, который пройдет в результате применение силы.
Не путь, а перемещение. И это только касательно механической работы одной силы
>Хорошо, тогда почему вообще происходит повышение температуры при сжатии?
Когда мы сжимаем газ, мы совершаем над ним работу, то бишь сообщаем ему энергию,которая переходит в кинетическую энергию частиц газа, отсюда рост температуры
> Почему/в какой момент она уменьшится, если температура поршневой камеры будет такой же, как и температура рабочего тела?
Чтобы сдвинуть поршень, нужно сообщить ему энергию. Толкая поршень, частицы передают ему часть своей кинетической энергии. А температура — это и есть показатель кинетической энергии частиц. Газ не просто отдаёт куда-то тепло, а превращает его в другой вид энергии
>Когда мы сжимаем газ, мы совершаем над ним работу, то бишь сообщаем ему энергию,которая переходит в кинетическую энергию частиц газа, отсюда рост температуры
Опять слишком абстрактный ответ на уровне "почему вода? -Потому что кран открыли!"
Ну с этим я уже разобрался что всегда будет разность температур, за счёт которой и будет совершаться работа.
>всегда будет разность температур
Или разность давлений
>Опять слишком абстрактный ответ на уровне "почему вода? -Потому что кран открыли!"
Сформулируй четко свой вопрос, не очень понимаю, что ты хочешь
Куда уж чётче?
"Почему происходит нагрев газа при сжатии?"
Поршень толкает молекулы газа, тем самым ускоряя их, от этого и происходит нагрев.
Забавно как всё просто.
Хммм, а почему произойдёт охлаждение газа, если выпустить часть его из ёмкости под давлением комнатной температуры в эту самую комнату?
Ну смотри, в момент открытия крышки есть раздел фаз, с одной стороны давление больше, чем с другой меньше, значит снизу следует больше ударов молекул, чем сверху, то есть одну молекулу сверху могут ударить две молекулы снизу, тогда они отдадут ей больше энергии, чем получат взамен и произойдёт их охлаждение.
Ооо, точняк, спасибо.
Хм, надобы освежить знания по расчёту импульса и соударения тел.
Тащемта в статфизике используют принцип детального равновесия, это позволяет в определенных пределах выбрасить нахуй микросостояния(каждую молекулу) в расчетах и сразу использовать среднее.
Идеальный газ не охладиться - https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_expansion
Только реальные газы охлаждаются - https://en.wikipedia.org/wiki/Joule%E2%80%93Thomson_effect
Ты не прав.
>Идеальный газ
Ну так конечно в частицу не имеющую размера не могут удариться сразу две частицы.
>Ты не прав.
Так он и не писал что о идеальном газе говорит. Или в чём-то другом не прав?
>>Идеальный газ
>Ну так конечно в частицу не имеющую размера не могут удариться сразу две частицы.
А одна может?
Идеальный газ не бесконечно малые частицы, они вполне себе имеют размер. Единственное это взаимодействие частиц должно быть точечным. Нет ограничения на одновременное взаимодействие нескольких частиц.
>Так он и не писал что о идеальном газе говорит. Или в чём-то другом не прав?
Тот же водород и гелий комнатой температуры при стравливании не охлаждаются. Само объяснение охлаждения градиентом соударений на выходе неверно. Эффект охлаждения связан с тем что в большинстве реальных газов молекулы взаимодействуют друг с другом не только ударами но еще и силами притяжения и отталкивания на расстоянии. В этом их отличие от идеального газа где молекулы только ударяются и больше никак не взаимодействуют между собой(молекулы водорода и гелия при комнатной температуре ведут себя практически так же, там очень слабые силы межмолекулярного взаимодействия).
С учетом этих сил при расширении газа молекула улетая от остальных не просто летит по инерции но и в добавок тормозиться силами притяжения. Теперь молекулы в среднем дальше друг от друга. Но чтобы им разлететься пришлось им немного замедлиться - уменьшить температуру. Тут важно заметить что внутренняя энергия осталась неизменной.
> Тот же водород и гелий комнатой температуры при стравливании не охлаждаются.
Но как же так? Выходит уравнение Менделеева-Клапейрона неверно?
Оно имеет свои границы применимости и свободное расширение в них не попадает.
Уравнение Менделеева-Клапейрона распространяется на замкнутые объемы где можно в любой момент времени узнать температуру, давление и объем газа.
>Но чтобы им разлететься пришлось им немного замедлиться - уменьшить температуру. >Тут важно заметить что внутренняя энергия осталась неизменной.
А что есть внутренняя энергия? И почему она осталась не изменной при уменьшении температуры?
Температура =/= энергия. Энергия это абстракция и она зависит от того как ты ее определяешь.
Внутреннюю энергию идеального газа можно представить как сумму кинетической энергии всех его молекул. Если мы вводим в модель притяжение молекул то тут уже внутреннюю энергию можно представить как сумму кинетической энергии всех его молекул + потенциальная энергия сближения всех молекул.
То есть при свободном расширении во втором случае часть кинетической энергии газа перейдет в потенциальную но внутренняя энергия как их сумма останется неизменной.
Ну смотри, допустим комната, в которой стоит бутылка с водородом, герметична и является таким образом замкнутым объёмом, теперь уравнение работает?
Емкость с газом должна быть герметична. Ты можешь как угодно изменять ее геометрические размеры но не открывать.
>Внутреннюю энергию идеального газа можно представить как сумму кинетической энергии всех его молекул.
>Но чтобы им разлететься пришлось им немного замедлиться - уменьшить температуру. Тут важно заметить что внутренняя энергия осталась неизменной.
И молекул стало меньше, и их скорости, а значит и кинетические энергии уменьшились, но внутренняя энергия осталась неизменной?
>молекул стало меньше
Их количество не изменилось. Сама система замкнута. Просто изменение объема идет за счет свободного вылета молекул, а не за счет изменения геометрии стенок. Того же эффекта можно добиться если очень быстро отводить поршень - быстрее чем самые быстрые молекулы.
>их скорости, а значит и кинетические энергии уменьшились
Верно
>внутренняя энергия осталась неизменной
Если ее определять как сумму кинетической и потенциальной энергии частиц ->
В чём принципиальное отличие открытия от изменения размеров? Вот есть у нас цилиндр с перегородкой по середине, с одной стороны от перегородки газ, а теперь заменим перегородку на поршень, что изменилось? Начальные и конечные состояние будут идентичны, что при открытии перегородки, что при отодвигании поршня.
Двигая поршень ты изменяешь внутреннюю энергию газа. Увеличивая объем газа отодвигая поршень ты обязательно поглощаешь его энергию.(можешь конечно и не поглощать но для этого нужно двигать поршень очень быстро -> )
Представить сжатый газ удерживаемый поршнем на защелке - пикрилейтед. Когда ты уберешь защелку поршень придет в движение под давлением газа. чтобы его остановить в новом положении тебе придется поглотить энергию его движения (которую ему дал расширяющийся газ) для этого ты используешь тормоза на которых и выделяется эта энергия. В новом положении ты фиксируешь поршень другой защелкой. Ты не сможешь остановить поршень в новом положении не поглотив энергию.
>Ракета — это реактивное движение. Оно осуществляется не засчёт соударения атомов топлива и сопла (чё блять?), а засчёт вылета продуктов сгорания из сопла в направлении, противоположном движению ракеты (смотри закон сохранения импульса).
Ты просто перешёл на более высокий уровень абстракции (ЗСИ) и зачем-то ругаешь тех, кто думает о более низком (движение молекул).
Энергия-то когда ракете передаётся? Не магическим же образом только от того, что там что-то из сопла вылетает.
>Энергия-то когда ракете передаётся?
вы странным образом отделили зси от молекул.
без него никакие молекулы бы ничего никому не передавали.
энергия ракете передается в момент вытекания потока из сопла.
в узкой части сопла образуется зона повышенного давления в которой молекулы с более высокой энергией передают свою энергию окружающим стенкам.
благодаря форме сопла общий вектор силы направлен в сторону более узкой части.
Ну и чем это
>молекулы с более высокой энергией передают свою энергию окружающим стенкам
отличается от этого:
>засчёт соударения атомов топлива и сопла
?
я говорил с тем аноном. хуй вас знает сколько тут.
по факту ничем.
>Оно осуществляется не засчёт соударения атомов топлива и сопла , а засчёт вылета продуктов сгорания из сопла в направлении, противоположном движению ракеты (смотри закон сохранения импульса)
ты даже не понял где обосрался что ли?
кому импульс передают молекулы вылетающие из сопла? святому духу или мамке твоей?
Ты понимаешь вообще, что такое сопло? Импульс ракете сообщается до выхода из сопла, а сопло — это канал, дырка грубо говоря. Речь была о фразе, что молекулы ударяются о сопло, и поэтому ракета летит, это технически неверно
>Ты просто перешёл на более высокий уровень абстракции (ЗСИ) и зачем-то ругаешь тех, кто думает о более низком (движение молекул).
Я ругаю не за "низкий уровень абстракции", а за неверную формулировку
Ну так и делали бы просто дырку, зачем конусы городить? Раз есть сопло, значит и там тоже импульс ещё передаётся.
>это технически неверно
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D1%8F%D0%B3%D0%B0
в принципе это всё, что вам необходимо знать о технической подготовке обоссайцев.
Даже если будет просто дырка, она и будет соплом. Движение при этом будет происходить, только будет менее направленным. Форма и размер сопла определяют скорость и направления вылета частиц, то есть делают процесс более эффективным. Но само движение обуславливается именно вылетом частиц из камеры сгорания. Я не говорил, что нет передачи энергии стенкам сопла, я говорил о том, что была ошибка в высказывании о том, что ракета летит засчёт ударения частиц о сопло
Твой аргумент — ссылка на статью в википедии?
>Форма и размер сопла определяют скорость и направления вылета частиц, то есть делают процесс более эффективным. Но само движение обуславливается именно вылетом частиц из камеры сгорания.
"ЭТО НЕ ТО, ЭТО НИЧЕГО НЕ ВЛИЯЕТ, не, оно конечно влияет, но оно НЕВЛИЯЕТ."
Вот есть тепловые машины. Они сработали(один такт, или какое-то время, или полный цикл), произвели работу, или прокрутили сколько-то оборотов вал с каким-то моментом, или передвинули что-то против действия силы гравитации и сопротивления среды, в случае ракет.
Сделали они это за счёт температурного расширения рабочего тела.
НО! Рабочее тело расширилось, но всё ещё-то осталось горячим, энергия у него всё ещё есть.
И на первый взгляд кажется, что работа совершилась без затрачивания энергии.
Но закон сохранения-то не обманешь.
Рабочее тело после выхода из тепловой машины имеет теплоту меньшую, чем в случае полного сгорания топлива вне тепловой машины, на величину выполненной работы?(при условии нулевых теплопотерь тепловой машины в окружающую среду)
На каком этапе эта исчезает из общей теплоты рабочего тела и переходит в работу? Или не появляется, переходя в работу.