Ich habe kürzlich gelesen, warum eine Druckluftdose kalt wird, wenn die darin enthaltene Luft abgelassen wird. Soweit ich weiß, erfordert der Übergang von einer Flüssigkeit zu einem Gas Energie und daher wird der Umgebung Wärme entzogen.
Was mich verwirrt, ist, wie der Phasenwechsel Wärme aufsaugt? Wenn Energie benötigt wird, um den Phasenwechsel abzuschließen, würde das nicht bedeuten, dass der Phasenwechsel nicht stattfinden würde, wenn keine Wärme zugeführt würde? Ich glaube, ich bin verwirrt darüber, wie der Phasenwechsel die Wärme aus der Umgebung entzieht.
Wenn ich ein Gas in eine Flüssigkeit komprimieren wollte, müsste ich Kraft oder meine eigene Energie aufwenden, um dies zu erreichen, aber wenn ich von Flüssigkeit zu Gas übergehe, wird die Energie nur der Umgebung entnommen. Das ist für mich verwirrend.
Wenn sich ein physikalisches System frei ändern kann, wird das System im Allgemeinen dazu neigen, seinen Zustand zu ändern, um die freie Energie zu minimieren. Es ist ein Prinzip. Entfernen Sie zum Beispiel einen Damm von einem Fluss und das Wasser aus dem See hinter dem Damm fließt spontan die Schlucht hinunter. Es ist keine zusätzliche Arbeit erforderlich, um das Wasser nach unten zu „drücken“. Die Energie, um kleine Hindernisse auf dem Weg nach unten zu umfließen, stammt aus potentieller Gravitationsenergie.
Die Temperatur entsteht aus der kinetischen Energie der Bewegung von Molekülen. Wenn ein Gas in einem kleinen Behälter enthalten ist und der Behälter zu einem größeren Volumen geöffnet wird, bewegen sich die Gasmoleküle spontan, um das größere Volumen einzunehmen. Verrichtet das expandierende Gas Arbeit, so kommt die Energie für diese Arbeit aus der kinetischen Energie. Das sich ausdehnende Gas kann gegen die Seite des Behälters (dh einen Kolben) oder gegen anziehende intermolekulare Kräfte (dh ein echtes Gas) wirken. Die Abnahme der kinetischen Energie des Systems wird als Abnahme der Temperatur wahrgenommen. Die reversible Expansion eines idealen Gases, das keine Arbeit verrichtet, ist isotherm.
Die Moleküle in einer Flüssigkeit haften zusammen und bilden aufgrund intermolekularer Kräfte zwischen den Molekülen eine Flüssigkeit. Gegen diese Kräfte wird gearbeitet, um den Abstand zwischen Molekülen zu vergrößern und die Gasphase zu bilden. Diese Arbeit verringert die kinetische Energie und die Temperatur sinkt.