Unterschied zwischen Druck und Temperatur

Sowohl Druck als auch Temperatur können als Formen der kinetischen Energiedichte betrachtet werden, aber sie werden auf verschiedene Größen aufgeteilt. Der Druck ist proportional zur kinetischen Energie pro Volumeneinheit , während die Temperatur proportional zur kinetischen Energie pro Partikel ist . Der Umrechnungsfaktor zwischen den beiden Maßen (pro Volumen vs. pro Partikel) ist die Anzahldichte (Partikel pro Volumeneinheit). Ein Gas kann bei hoher Temperatur und niedrigem Druck vorliegen, wenn es eine geringe Anzahldichte hat; Ebenso kann ein Gas eine niedrige Temperatur und einen hohen Druck haben, wenn es eine hohe Anzahldichte hat. Der Zusammenhang zwischen diesen drei Größen (Druck, Temperatur, Dichte) ist in der Zustandsgleichung des Materials enthalten. Für ideale Gase ist diese Zustandsgleichung das ideale Gasgesetz,$P=\frac{N}{V}kT$.

Wenn mir die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle eines Gases oder einer Flüssigkeit gegeben wird, wie kann ich dann sagen, ob die Flüssigkeit mich verbrennt/zerquetscht/beides, wenn ich meine Hand darin eintauche?

Die kinetische Energie der Moleküle definiert vernünftigerweise die Temperatur von Flüssigkeiten: direkter für Gase, weniger direkt für Flüssigkeiten.

Angesichts der Temperatur einer Flüssigkeit hängt die thermische Wirkung des Eintauchens Ihrer Hand hauptsächlich von der Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit ab, die zusammen mit ihrer Temperatur bestimmt, wie schnell die Wärme von der Flüssigkeit auf Ihre Haut übertragen wird oder umgekehrt, je nach Temperaturunterschied.

Dies könnte ausgedrückt werden als$q=-k\nabla T$, Wo$q$ist die Wärmestromdichte,$k$ist die Wärmeleitfähigkeit des Fluids und$\nabla T$Temperaturgradient ist.

Beispielsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit von Wasser unter normalen Bedingungen etwa$0.6\space Wm^{-1} K^{-1}$, während es bei der Wärmeleitfähigkeit von Luft nur um geht$0.03\space Wm^{-1} K^{-1}$.

Deshalb$80^{\circ}C$Wasser wäre unerträglich, während$80^{\circ}C$suana will ist in Ordnung.

Obwohl Druck und Temperatur in Flüssigkeiten eng miteinander verbunden sind, bedeutet hoher Druck nicht unbedingt hohe Temperatur (Meeresboden) und niedriger Druck nicht unbedingt niedrige Temperatur (kochendes Wasser in einem Wasserkocher), sodass man zerquetscht werden kann, ohne sich zu verbrennen oder verbrannt, ohne zerdrückt zu werden.

Ich möchte hinzufügen, dass, während der Druck im idealen Gas durch Kollisionen verursacht wird und von der Häufigkeit der Kollisionen und der kinetischen Energie der Gasmoleküle abhängt, der Druck in realen Fluiden und insbesondere in Flüssigkeiten im Wesentlichen auf die Abstoßung zurückzuführen ist zwischen Molekülen und könnte unter Druckkräften zunehmen, selbst wenn die Temperatur und damit die kinetische Energie der Moleküle relativ niedrig ist.

Was ist äquivalent der Unterschied zwischen Wärmeübertragung und Impulsübertragung auf molekularer Ebene?

Damit eine Impulsübertragung auf molekularer Ebene zu einer signifikanten Wärmeübertragung auf Makroebene führt, müssen viele Übertragungen auf molekularer Ebene pro Kontaktflächeneinheit und Zeiteinheit stattfinden, die unter anderem durch Flüssigkeiten beeinflusst werden könnten Dichte.

Beispielsweise nimmt die Wärmeleitfähigkeit von Luft mit abnehmender Dichte ab.