Ich habe schon viel von Druck gehört. Warme Luft ist weniger dicht und hat einen niedrigen Druck, aber ich dachte, warme Luft hat einen hohen Druck. Ich weiß, dass Druckluft heiß sein wird, hätte sie also keinen hohen Druck?
Wir wissen, dass sich die Luftmoleküle in kalter Luft langsamer bewegen als in warmer Luft, aber es sind mehr von ihnen dichter gepackt. Die Kollisionsgefahr ist also größer. Hat kalte Luft deshalb einen hohen Druck?
Dies ist ein Gegenargument, weil die Moleküle in heißer Luft weiter voneinander entfernt sind, sich aber schneller bewegen, sodass sie auch eine große Chance hätten, zu kollidieren, oder?
Ich würde es begrüßen, wenn der Herr oder die Frauen, die darauf antworten, alle meine Fragen beantworten könnten, wenn Sie können, aber jede Antwort wäre willkommen.
Danke, Gary
Die Antwort ist keine der oben genannten. Sie können warme Luft mit niedrigerem Druck, höherem Druck oder gleichem Druck wie kalte Luft haben. Wenn Sie sich jedoch auf einen einzelnen Luftkörper konzentrieren möchten (z. B. die Luft in einem Raum oder die Luft in einem Ballon), können wir darüber sprechen, wie sich Änderungen auf den Druck auswirken.
Die Schlüsselgleichung, wie IEP in den Kommentaren erwähnt, ist Wo:
Aus dieser Gleichung können wir also ersehen, dass sich entweder der Druck oder das Volumen (oder beides) ändern muss, wenn man eine feste Menge Gas nimmt (n ändert sich nicht) und seine Temperatur durch Erhitzen erhöht. Wenn Sie diese Erwärmung in einer geschlossenen Kammer durchführen, steigt der Druck. Dies würde Sie auf die Idee bringen, dass warme Luft Hochdruck ist, aber das ist nicht ganz eine wahre Aussage. Richtig ist, dass, wenn Sie Luft in einem geschlossenen Raum erhitzen, deren Druck erhöht wird. Wenn Sie andererseits die Luft in einem offenen Behälter ohne Deckel erhitzen, steigt der Druck überhaupt nicht an: Das Volumen nimmt zu.
Nur weil Luft komprimiert wird, wird sie nicht automatisch "heiß". Es bedeutet nur, dass es einen hohen Druck hat. Wenn Sie Erfahrung mit Kompressoren haben, ist dies möglicherweise nicht intuitiv, da Sie in der Praxis feststellen, dass Kompressoren die Luft ziemlich stark erwärmen (insbesondere, wenn Sie Lufttanks für Taucher füllen!). Das ist jedoch wirklich ein Problem der Ineffizienz. Die Kolbenkompressoren nehmen ein anfängliches Luftvolumen und komprimieren es sehr schnell auf ein kleines Volumen. Dies wird entweder den Druck, die Temperatur oder beides erhöhen. In der Praxis wirft es beides auf. Das ist nicht wünschenswert – es verschwendet Geld, um all diese Wärme zu erzeugen.
Abschließend zu Ihrem Kollisionsmodell: Wenn Sie ein heißes Gas und ein kaltes Gas mit demselben Druck haben, werden Sie feststellen, dass das heiße Gas weniger Kollisionen hat, aber sie werden energetischer (höhere Geschwindigkeit). Das kalte Gas wird mehr Kollisionen haben, aber sie werden weniger Energie haben. Das sind zwei unterschiedliche Ansätze, um den gleichen Druck zu erzeugen.
Entschuldigung für die Necro-Antwort, aber diese Frage hat mich eine Weile genervt und ich wollte die Gedanken posten, die mir geholfen haben, das Problem zu verstehen. Weil ich nicht verstehen konnte, wie die beiden überhaupt entkoppelt werden können , und dachte, Temperatur = Druck.
Stellen Sie sich vor, Sie haben einen großen Raum – und er ist leer bis auf 10 Wasserstoffatome. Die Temperatur des Systems gibt an, wie viel Energie/Geschwindigkeit diese Atome haben. Wenn sie sich also schnell bewegen, ist die Temperatur heiß; wenn sie sich träge bewegen, ist die Temperatur kalt. Nun, das ist nicht dasselbe wie Druck. Druck ist, wie viel Kraft auf die Seiten des Raums ausgeübt wird und nach außen drückt. Nun, es gibt nur 10 Atome - es wird ein niedriger Druck sein, selbst wenn diese Atome relativ heiß sind, weil es nur 10 Atome sind, die Druck gegen die Seiten des Behälters ausüben.
Oder ein anderes Gedankenexperiment: Stell dir vor, du hast einen Behälter mit einem idealen Gas. Man kann das Gas nicht erhitzen, ohne dass es sich ausdehnt; Sie können das Volumen des Gases nicht ändern, ohne seine Temperatur zu ändern - es könnte also wie Temperatur = Druck erscheinen. Aber stellen Sie sich vor, Sie teilen den Behälter in zwei Teile, lassen eine Hälfte des Gases heraus und lassen das Gas dann wieder expandieren, um den Behälter zu füllen. Das Gas kühlt also ab und entspannt sich während dieser Expansion ... aber was passiert, wenn Sie das Gas wieder auf seine ursprüngliche Temperatur erhitzen? Der Druck steigt ... aber nicht ganz so hoch wie vorher! Aufgrund des idealen Gasgesetzes (Druck x Volumen = Konstante x MoleculeCount x Temperatur) wurde eine dieser Variablen geändert: MoleculeCount. Es wurde halbiert. Das heißt, wenn Sie die Temperatur wieder auf den vorherigen Wert bringen,
Wenn Sie also ein System mit niedrigem Druck und hoher Temperatur wünschen? Machen Sie es mit geringer Masse. Möchten Sie ein Hochdruck-Niedertemperatur-System? Packen Sie viele Moleküle ein.
Kurzgeschichte: Die Temperatur hängt eng mit dem Druck zusammen ... aber nur, wenn sich die Masse nicht ändert. Ändern Sie die Masse, ändern Sie das Verhältnis zwischen Temperatur und Druck.
Coder88
Cort Ammon
Coder88
Cort Ammon