Visa fråga/svar

 

Värme [18939]

Fråga:
Hej, Hur mycket ökar temp i ett bildäck om man fyller i mera luft så att trycket ökar från 1 Bar till 2 Bar? Eller är det bara n (ref till Gaslagen) som ökar? MVH/Ingvar
/Engde I, Vidareutbildning, Sollentuna

Svar:
Det beror på hur man fyller däcket. Om man fyller långsamt så att det sker värmeutbyte med omgivningen så är temperaturen konstant (isoterm process):

Isoterm process är en termodynamisk process som förlöper vid konstant temperatur.

I gaslagen

pV = nRT

är allt utom p och n konstant.

För en snabb process utan värmeöverföring med omgivningen (adiabatisk) ändrar sig tre av variablerna: p, V och T. Gaslagen räcker inte till för att lösa problemet, utan man måste även använda sambandet som gäller för adiabatiska processer (se Adiabatic_process , länk 1 och nedanstående figur).

Adiabatisk process är en termodynamisk process där ingen värme tillförs eller bortförs från en fluid. För en adiabatisk process gäller sambandet

pV g = konstant

där g är 7/5=1.4 för luft.

Med hjälp av gaslagen

pV = nRT

kan man härleda övriga varianter av adiabat ekvationen (Adiabatic_process#Ideal_gas_(reversible_process) ):

TV (g-1) = konstant

och

p (1-g) T g = konstant

Tillämpar vi den senare vid begynnelsetemperaturen 293 K (20oC) får vi

1 -0.4 2931.4 = 2 -0.4 T 1.4

2 0.4 2931.4 = T 1.4

1.32*2842 = T 1.4

T = (1.32*2842)1/1.4 = 357 K

vilket är 357-273 = 84oC.

Vid en adiabatisk kompression ökar alltså temperaturen och vid expansion minskar temperaturen. Termodynamiskt kan man förstå detta som att vid expansion utför gasen ett arbete på kolven. Energin tas från värmeinnehållet i gasen, varför gasen kyls.

Mikroskopiskt (på molekylnivå) kan man se det så att gasmolekylerna förlorar energi (hastighet) när de kolliderar med den bortflyende kolven medan de vinner energi när de kolliderar med en kolv som rör sig mot dem.



/Peter E

Nyckelord: gaslagen, allmänna [21]; termodynamik [16];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/adiab.html

*

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.