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有个问题想问问虫文门同学?

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虫文门同学说他学过热力学。今天我在喝可乐的时候忽然想到一个问题,就是当可乐瓶子忽然打开的时候,里面压力比较高的气体释放出来。忽略这个过程的传热,请问可乐中的气体温度如何变化?

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  1. 虫文门大逼人人插
    虫文门大逼人人插

    很久以前学的了,可能有点忘了。PV=nRT,理想状态下n不变,不传热,这些气体算是进入大的V里面,变小的就会是P,那T就不会变。

  2. 虫文门大逼人人插
    虫文门大逼人人插

    https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%9D%E7%83%AD%E8%BF%87%E7%A8%8B 根据“如图所示,在绝热膨胀过程(绿色粗线所示)中,气体的内能因转化为机械能做功(蓝色部分)而减少”,PV=nRT,但P-V曲线下降了一部分,就是T下降的表现,因为内能变成机械能了。

    不过可乐的膨胀应该没有产生新的机械能,因为没有克服气压而做功,所以T应该还是不会变。

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  3. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    绝热膨胀对外做功,系统内能减少,温度降低。

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  4. 虫文门割了鸡巴
    虫文门割了鸡巴

    进入空气当中应该不算有做功吧。另外我现在不活跃在这里了,有问题去我活跃的那几个站问。

  5. 刘慈欣反共复民
    刘慈欣反共复民

    你说的这个现象包含两个过程:1、可乐中溶解二氧化碳气体溢出;2、二氧化碳气体溢出可乐瓶。

    首先是第一个过程,根据亨利定律,气体在水中的溶解度随温度的增加而减少,这说明气体溶于水的过程会释放热量,那么相反,水中溶解的气体溢出时会吸收热量,所以第一个过程会造成温度下降;

    接着是第二个过程。二氧化碳气体溢出可乐瓶是一个典型的节流膨胀的过程,根据焦耳-汤姆逊效应,转化温度以下的气体经过节流膨胀以后,温度将会降低,而二氧化碳气体的转化温度高于室温,因此该过程同样会使温度降低;

    所以,在经过这两个降温的过程后,可乐的温度会降低。

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  6. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    @刘慈欣 <#153081> 第二个过程,通常冷却气体有两种方式,第一是节流过程,就是让气体通过节流阀进入另一个容器,第二是绝热膨胀,就是沿绝热过程的曲线膨胀。

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  7. 能井元悪魔候補生
    能井銀髮赤瞳。筋肉美少女。修復系魔法師。身長209cm。体重124kg。

    从可乐瓶逃逸的气体为了达到题干“不传热的目的,那么整个内部物质和瓶身都是封闭系统,逸出气体是某种特殊分子不可与大气分子划等号。可以近似简化为“封闭活塞系统”模型。

    楼上脏id说的进入空气不做功,是把逸出气体看作是普通气体分子,瓶口和瓶身有一层绝热但是允许物质交换的暗物质渗透膜。那么瓶子内部才是绝热系统,逸出的气体造成的外部压强变化忽略。从可乐溶液中出来的气体和从瓶口出去的气体达到动态平衡,最终T不变。感覺怪怪的🤨

  8. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    @能井 <#153127> 根据wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Joule%E2%80%93Thomson_effect#Description,绝热气体膨胀有三种:

    可逆(等熵)

    自由膨胀(不做功)

    节流过程(等焓)

    第二种是不做功且温度不变的。

    第一种就是我说的“绝热膨胀”沿着绝热曲线膨胀,这个会降温

    第三种就是通过多孔阀门之类的渠道进入空间,这个叫做焦耳-汤姆逊效应。

  9. 支那贱畜虫文门
    支那贱畜虫文门

    主要是我一直是在考虑理想气体。气压是这么来的,就是一个气体粒子垂直地撞上璧,没有能量损耗,动量从mv变到-mv,所以ΔP=2mv=FΔt。假如是在离璧d的距离开始产生作用,璧的面积是S,粒子密度是pro,那起作用的粒子一共N=dSpro个。压强P=NF/S,Δt=2d/v,带入可得1/2 * m * v^2 = E = P/(2*pro),总共粒子是n摩尔,那pro=n/V,V是体积。除此之外在三维空间还得考虑v的方向,所以好像是要除以一个(x^2+y^2+z^2)^0.5什么的,不记得了。反正不管怎么样,最终捣鼓出来的PV=nRT的R测出来是8.314。不过这整体上是不考虑分子间作用力的,所以在压强较大的情况下理想气体就不准了。我这里认为可乐的气体扩散是假定是理想状态,就是和外界的气体分子没有作用力,因此气体相当于逸散进真空中,最终变成“可乐气体分子"的分压为0,这个过程中没有通过气压撑开什么东西。不过既然不是理想状态,那我就不了解了。亨利定律和焦耳-汤姆森定律应该就是解决非理想状态的情况吧,我之前没学过,长见识了。有空去研究一下。

  10. 虫文门切了鸡巴
    虫文门切了鸡巴

    @支那贱畜虫文门 <#153157>

    哦忘了说了,E是分子动能,就是内能,和温度T成正比。不过这里也没考虑分子间力。

    所以ΔP=2mv = F * Δt。假如是在离璧d的距离开始产生作用,璧的面积是S,粒子密度是pro,那起作用的粒子一共N = d * S * pro个。压强P=N * F/S,Δt=2d/v,带入可得1/2 * m * v^2 = E = P/(2 * pro)

  11. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    理想气体可以通过绝热准静态膨胀来降低温度。这个要点在于外面的空气也是压强可变的,逐渐降低系统的气压最后和外面的气压一样。

    非准静态的话,不能用热力学P-V图描述,但是用热力学第一定律仍然可以得出膨胀损失能量,温度降低的结果。

  12. 虫文门你妈死了
    虫文门你妈死了

    @消极 <#153160>

    对哦,忘了准静态...另外如果不是准静态那应该就会是忽略阻力的弹簧做简谐运动吧?

  13. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    @虫文门你妈死了 <#153163> 你他妈的能不能回去学学大学物理再来瞎逼逼

    我都要爆粗了

  14. 虫文门全家暴毙
    虫文门全家暴毙

    @消极 <#153166>

    靠,我又不是物理系的我怕干嘛要学

  15. 虫且门
    虫且门

    @消极 <#153166>

    • 我干嘛要学 *
  16. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    @虫且门 <#153174> 大学物理又不是物理系上的课程,是非物理专业学习的物理课程,物理系上的是四大力学。

  17. 虫篱门全家暴毙
    虫篱门全家暴毙

    @消极 <#153177>

    当时确实学过一点,不过没学太深的热力学。我这里说的这些大都是物理化学的

  18. 虫文门是我孙子
    虫文门是我孙子

    另外我从来没说过我学过热力学啊...不知道楼主哪里看到的。而且我刚来的时候楼主已经差不多退站了吧。

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  19. 欢迎回到膜乎汉帝国签证官
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  20. 邹韬奋外逃贪官CA
    邹韬奋虽然韬光养晦,亦当奋起而争(拜登永不为奴:h.2047.one)

    物理化学不就是热化学么?

  21. 欢迎回到膜乎汉帝国签证官
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    @消极 <#153185> 我醉欲眠,汝可去

  22. 邹韬奋外逃贪官CA
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  24. 虫文门被奸杀
    虫文门被奸杀

    @消极 <#153185>

    还是和热力学很不一样的,热化学关注化学反应中的吸热放热之类的,但不关注热量怎么转化成机械能、膨胀压缩这些,至少我目前没太学到过

  25. 虫文门被化学阉割
    虫文门被化学阉割

    @消极 <#153185>

    哦还是有一些的,比如ΔH和ΔG的区别是能量损耗之类的,可能化工或电化学比较需要吧,但我未来不打算搞这些

    其实更高级的物理化学主要是研究电子跃迁这些了,这个倒是可能需要用

  26. 天下无贼
    天下无贼

    太狠了,我的专业知识已经忘光了,如果我说出自己的专业,想“证伪”太容易了…………

  27. 蒙对两道题
    蒙对两道题

    见过修改用户帖子的,修改用户名的倒是头一次见🤔

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  28. 混水摸鱼
    混水摸鱼

    @天下无贼 <#153505> 忘了那就没办法了... 但是虫文门是大学生,他问这些问题只能表明他的课纲里根本没这么高级的东西。或者他没有认真看课纲。不过这里讲的到底是什么我其实也蒙在鼓里。我记得以前用过压力气罐喷气体吹尘,喷过之后罐子会变凉,从实验上证明了压缩气体放出会降温。

    @蒙对两道题 <#153509> 站长恶意笑死人

  29. 95后女生杀虫
    95后女生杀虫

    @thphd 谢谢站长反击虫畜,他的那些id真是太恶心了。虫畜喜欢吃屎,回来一定可以看到的!

  30. 刘慈欣反共复民
    刘慈欣反共复民

    这是公开处刑吗,太狠了。

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  31. 欢迎回到膜乎汉帝国签证官
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    @消极 <#153166> @混水摸鱼 <#153518> 今天没事我特意翻了翻热学书籍。我理解的是,气体绝热膨胀过程遵循pV^i=C的规律,i是定压比热容和定容比热容之比,大于1。而绝热膨胀V变大,那么两边同时除以一个V^(i-1),结论是pV的乘积减小。根据状态方程,温度下降。

    此外绝热过程就是定熵过程。而定熵循环有一个公式叫δQ/T=0。不过无论膨胀和压缩都不包含传热,所以δQ=0,根据这个无法判断温度变化。

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  32. 邹韬奋外逃贪官CA
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    @清华博士豆沙馅 <#153558> “此外绝热过程就是定熵过程”--绝热准静态才能用上面这个结论。你可以看到用的是delta Q而不是dQ.这就是说,通常情况下Q的变化是和路径相关,是变分而不是微分。

    Q的变化和路径相关,所以不是态函数,但是熵是态函数,和路径无关。这里有个示例:

    https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/15-6-entropy-and-the-second-law-of-thermodynamics-disorder-and-the-unavailability-of-energy/

    用可逆过程连接初态和末态,然后计算δQ/T的积分。是为熵的变化。

    你说的,是可逆(等熵)

    虫文门说的是自由膨胀(不做功)

    刘慈欣说的是节流过程(等焓)

    可逆绝热膨胀会导致温度下降,不论是理想气体还是真实气体。

    自由膨胀不做功,但是因为分子间距离变大,所以可能是降温也可能是升温,看分子间距离是否越过了势能最低点位置

    很明显,理想气体相当于这个分子间距很大,势能趋于0的位置,膨胀不改变势能,因此温度不变。实际气体相当于分子间距较大,势能不为零而是负值,所以膨胀要增加势能,因此动能下降温度降低。

    节流过程,理想气体不升温也不降温,真实气体看J-T系数。

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  33. 邹韬奋外逃贪官CA
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  34. 欢迎回到膜乎汉帝国签证官
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    @消极 <#154262> 太草了

    我他妈就是随便问了一句,没想到这位同学内心戏这么多……

    不过无论如何,虫文门同学没有直接攻击我,所以这件事到此为止,我和您照样井水不犯河水。