Was ist die physikalische Erklärung für die Druckhomogenisierung?

Ich habe diese Frage gelesen: Was ist die Gegenkraft zur Saugkraft?

OP sagt, dass der Druck nach einiger Zeit überall gleichmäßig ist.

Ich verstehe nicht warum, es sei denn, es gibt eine Dissipation von Energie. Wenn beispielsweise in einem geschlossenen halligen Raum Schall vorhanden ist, werden die Druckwellen nur durch Absorption der Wände abklingen, da sie unvollkommene Reflektoren sind.

Aber vielleicht nehme ich Luft, um ein perfekter Schallleiter zu sein, während sie es nicht wirklich ist, und verliere mit der Zeit den Fokus (hohe Frequenzen).

Antworten (2)

Schallwellen, wie wir sie kennen, sind Lösungen mit niedriger Amplitude für die Gleichungen der Hydrodynamik. Eine kleine Inhomogenität kann zu einer Schallwelle werden. Eine große Inhomogenität ist nicht linear (per Definition ist etwas nur dann linear, wenn Sie lineare Annäherungen vornehmen können, was erfordert, dass die Dinge klein sind). Nichtlineare Effekte dissipieren Energie, weil Dissipation in den vollständigen hydrodynamischen Gleichungen vorhanden ist.

Es sollte auch klar sein, dass kostenlose Arbeit verschwendet wird. Denn eine Druckdifferenz (z. B. Vakuum auf der einen und Druck auf der anderen Seite) hat eine geringere Entropie als homogener Druck.

Wenn wir einen offenen Raum und Luft mit unterschiedlichen Drücken darin haben, wird sich der Druck im Laufe der Zeit ausgleichen. Dieser Prozess benötigt nicht viel Energie und benötigt für ein nichtviskoses Gas null Energie (wird in der Fluiddynamik zur Analyse verwendet, setzt keine Viskosität voraus - was Reibungsverluste durch Partikelkollisionen / -wechselwirkungen bedeutet).

Es ist also wie ein Haufen perfekt elastischer Bälle, die herumhüpfen, sie verlieren keine Energie und prallen aneinander ab. Sie treffen aufeinander, bis die durchschnittliche Geschwindigkeit in jedem relativ großen Volumen gleich ist. Und da Moleküle winzig sind, würde selbst das, was wir als kleines Volumen betrachten, als „relativ groß“ gelten. Dies ist der Prozess des Druckausgleichs. Kollisionen. Es ist auch die Grundlage der Druckkraft. Kollisionen gegen eine Oberfläche.