Ну, например, водород, гелий или другой легкий газ?
подробнее о бонусах
бонус за лучший ответ (выдан): 10 кредитов
тэги:
водород,
газ,
гелий,
нагрев
категория:
наука и техника
ответить
в избранное
greta45
[99.9K]
По Цельсию или по Фаренгейту?
— 1 неделю назад
Трифон Ли
[29.6K]
Про Фаренгейта Цельсий выразился: : "Кельвин — абсолютный ноль!" А если серьезно, то без разницы. Или есть подвох?
— 1 неделю назад
комментировать
5 ответов:
старые выше
новые выше
по рейтингу
1
Михаиил
[11K]
2 недели назад
Согласно закона Шарля, чтобы разогреть газ к примеру, от 20С (293К) до 1500С (1773К), нужно увеличить давление с 1 атмосферы до 1773/293=6,5 атмосферы. Так что, собственно, ничего сложного. Правда, расчёты эти — для идеального газа.
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
в избранное
ссылка
отблагодарить
Трифон Ли
[29.6K]
Ван Дер Вааль в курсе? Можно не него сослаться?
— 2 недели назад
Михаиил
[11K]
Не знаю
— 2 недели назад
Трифон Ли
[29.6K]
Извините, видимо ступил. Имел ввиду закон В.Д Вааля.
— 1 неделю назад
комментировать
7
летучий голландец
[32.9K]
1 неделю назад
Я не могу себя назвать большим специалистом по механике газов, зато я умею разыскивать информацию, а затем делать из найденного выводы.
В частности в статьях, которые мне попались в Интернете, говорится следующее: Да, газ можно довести сжатием до высоких температур, даже до 10 тысяч Цельсия, где, естественно, разница между Цельсием и Фаренгейтом не имеет никакого значения (Это вероятно, была шутка).
Вот что пишется в одной статье.
Другими словами, чтобы достичь нужной температуры без существенного повышения давления, процесс необходимо разбить на стадии.
Т.к. вопрос этого не запрещал, то, значит, и ответ сгодится.
Совершенно правильно замечание ответчиков в вопросе что процесс должен быть адиабатическим, т.е. изолированным от внешней среды, а иначе нагрев пойдет на стенки содержащего газ сосуда.
Если процесс производить очень быстро, то он как бы становится адиабатическим. В результате такое происходит в двигателях внутреннего сгорания, а так же в соплах ракет.
Собственно компрессионные машины работают на принципе нагревания газа при сжатии.
Возможно, что зашедшим на БВ будет интересно прочесть научную статью об импульсном нагреве газов.
По крайней мере там приведены графики как раз для температур, близких к указанной в вопросе. Т.к. статья от 2016 года, то предполагаю, что вопрос поведения газов и условий их нагрева все еще в стадии изучения.
Ну а если вы хотели непременно формул, то в этом я пас. Как тот революционный матрос, который говорил: "Графики и таблицы пропускаем, в революционную суть вникаем". Суть революционной может быть в научном мире, а не только в политическом.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
5
Грустный Роджер
[320K]
1 неделю назад
Конечно можно, но это надо делать быстро. Иначе вся работа внешних сил против давления газа, которая и идёт на его нагрев, будет потрачена на нагрев стенок сосуда и окружающей среды.
Теперь, если позволите, небольшой ликбез.
Закон Шарля тут не работает. Потому что закон Шарля хоть и связывает давление с температурой, но вот независимой переменной в нём является температура, а зависимой — давление. В этом законе не температура растёт с давлением, а наоборот — давление с температурой.
И второй момент, который тоже многие упускают: законы идеальных газов, которые изучают в школе, в том числе и закон Шарля, верны только в приближении бесконечно медленного процесса. В реальности бесконечно медленных процессов не бывает, поэтому реальное сжатие газа обычно происходит адиабатически, и закон там не pV/T=const, а pVᵞ/T=const, где γ — показатель адиабаты, который для водорода равен 7/5, а для гелия — 5/3. Откуда следует, что для нагрева газа с 300 К (примерно нормальные условия) до 1800 К (примерно 1500 по Цельсию), то есть раз в шесть, давление должно возрасти не в 36 раз, а раз в восемьдесят или даже больше.
Но чисто качественно ответ на вопрос утвердительный: да, можно. Можно даже больше — не до каких-то жалких 1500 градусов, а до десятков миллионов градусов. Ровно так работают термоядерные реакторы с лазерным обжатием мишени — резкое сжатие смеси дейтерия и трития под действием мощного лазерного импульса создаёт в мишени и давление, и температуру, достаточные для термоядерной реакции.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
5
Ира люблю длинные вопросы и ответы на БВ
[190K]
1 неделю назад
Метод наименьших интервалов, например, объём газа уменьшился в 2 раза температура увеличилась в 2 раза. Во сколько раз увеличилось давление?
P1*V/T=P2*0,5*V/2*T
P1 = 4
В 4 раза увеличилось давление.
Во сколько раз 1500°С+273°С больше 20°С+273°С? Считаем:
773/293=6,05 раза
P1*V/T=P2*1/6*V/6*T
Р1 = 36 мпа
Если давление в сосуде было 1 атмосфера, то для достижения 1500°С с 20°С давление газа будет 36 атмосфер. Температура воспламенения водорода 510°С. Если там есть воздух произойдёт взрыв. Ведь на этом принципе работают двигатели внутреннего сгорания. Если нет воздуха (горение без кислорода невозможно), то ничего не произойдёт. Но водород приближается к жидкому агрегатному состоянию. Кажется, 40 атмосфер — это оно и есть.
Гелий инертный газ. Вероятно, в вопросе имеется ввиду чистый газ. Тогда мой ответ:
Можно сжать любой газ, чтобы он нагрелся до 1500°С. Но так как в вопросе отсутствуют параметры: "первоначальное давление, начальная температура, скорость сжатия", то мой ответ: "Можно!", потому что я взяла первоначальное давление 1 атмосферу (1 мпа), первоначальную температуру 20°С.
в избранное
ссылка
отблагодарить
Трифон Ли
[29.6K]
Первоначальные параметры не задал поскольку спросил "Да или нет?" Вот меня заинтересовали ваши формулы. Сколько это "Р1=36 мпа"? Мегапаскали?, милипаскали? Но даже 36 МПа это примерно 360 атмосфер.
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[320K]
"1 атмосферу (1 мпа)"
1 атм = 0,1 МПа.
— 1 неделю назад
комментировать
1
Nasos
[106K]
2 недели назад
Я не силён в физике, но ещё помню, что при сжатии газ нагревается, а при расширении остывает. Причём, работает ещё и закон сохранения энергии. Следовательно, на сколько газ нагреется (от исходной своей температуры) при сжатии, на столько же он и охладится при расширении до исходного давления. И ещё помню про абсолютный нуль -273°С. Следовательно, охладиться ниже этой температуры газ при расширении не сможет никак. Пусть исходная его температура была +20°С, следовательно, в самом идеальном случае, газ охладится на 293°С (от +20°С до -273°С). На столько же он и нагреется при сжатии, следовательно, нагреть газ сжатием более чем до +313°С (+20°С + 293°С = +313°С) нельзя.
ИМХО
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить