Question

Почему при быстром расширение газа он охлаждается? Почему повышается давление газа при его нагревании в закрытом сосуде? объяните ​

Answer 1

Когда газ быстро расширяется, его молекулы отдаляютса друг от друга, перестают сталкиваться друг с другом так быстро, как раньше, и поэтому его температура падает. При нагревании газа в закрытом сосуде его молекулы начинают быстрее сталкиваться друг с другом, поэтому и со стенками сосуда они начнут сталкиваться тоже быстрее, и от этого давление повышается.

Answer 2

При быстром расширении газа происходит увеличение объема газа в сосуде за очень короткое время. Когда газ быстро расширяется, он выполняет работу против внешнего давления, а для этого ему необходимо получить энергию из своей внутренней энергии. В результате этого газ теряет свою внутреннюю энергию, которая проявляется в виде тепла, и его температура понижается. Таким образом, быстрое расширение газа приводит к его охлаждению.

Что касается повышения давления газа при его нагревании в закрытом сосуде, это связано с законом Гей-Люссака, который устанавливает пропорциональность между давлением и температурой газа при постоянном объеме и постоянном количестве вещества. При нагревании газа его молекулы получают больше энергии, начинают двигаться более активно и чаще сталкиваются со стенками сосуда. Это приводит к увеличению количества столкновений молекул с поверхностью сосуда за единицу времени и, следовательно, к увеличению силы, с которой молекулы давят на стенки. В результате давление газа повышается.

Оба этих явления - охлаждение при быстром расширении и повышение давления при нагревании - связаны с изменением внутренней энергии газа и его молекулярной активности в зависимости от объема и температуры.