Expansie naar gelijke concentratie

[Xilvo]

Het is een beetje onduidelijk.
Ik heb ""ruimte""opgevat als iets op galactische schaal.
Wel wordt het begrip midden dan wat vaag.

TS heeft het over "In de "micro" wereld".

[tempelier]

Het is een beetje onduidelijk.
Ik heb ""ruimte""opgevat als iets op galactische schaal.
Wel wordt het begrip midden dan wat vaag.

TS heeft het over "In de "micro" wereld".

Dan hebben we het niet helemaal over het zelfde gehad, vrees ik.

[HansH]

Je kunt natuurlijk discussieren over bostingen van deeltjes op micro nivo, maar op wat grotere schaal (cm,meter) kun je het volgens mij wel degelijk beschrijven met krachten. als je een bom van TNT laat ontploffen in vacuum dan zie je toch gewoon krachten? het front van de explosie breidt zich gewoon uit met een bepaalde snelheid. en ik zou denken dat die snelheid vanuit een puntvormige explosie in het begin heel snel oploopt en dan blijft oplopen tot een limiet omdat het drukverschil tussen binnen kant en buitenkant van een bolschil van uitbreidend gas steeds kleiner wordt en dat is juist wat het gas van die bolschil versnelt. dus de versnelling van een bolschil zal afnemen met de diameter ervan tot de versnelling 0 wordt.

[Xilvo]

Nu heb je het over een bom, met de daarbij horende plotseling snelle verhitting. Waarom blijf je niet bij het simpele geval dat TS beschrijft, het laten ontsnappen van gas in een verder lege ruimte?

[Human]

Xilvo,

Dank U

[HansH]

Nu heb je het over een bom, met de daarbij horende plotseling snelle verhitting. Waarom blijf je niet bij het simpele geval dat TS beschrijft, het laten ontsnappen van gas in een verder lege ruimte?

omdat daar weinig praktische voorbeelden van zijn om te laten zien hoe dat eruit ziet. gas laten ontsnappen in een lege ruimte betekent ook dat het gas een temperatuur heeft. Voor een ontploffende bom geldt dat ook vlak na de explosie alleen is die temperatuur dan heel hoog, maar dat maakt voor de redenatie niet zoveel verschil, hooguit dat je nog wat meer straling hebt die een rol speelt bij de energie uitbreiding.

[Xilvo]

Interessant filmpje maar m.i. slecht vergelijkbaar met een expanderend gas in een lege ruimte bij constante temperatuur:
1. Het vindt plaats op grote hoogte. Als dit er eentje was die ergens tussen de 30 en 80 km hoogte explodeerde, dan kun je het nog niet als vrije expansie in een lege ruimte beschouwen. Op 80 km hoogte heerst nog altijd een druk van ca 1 Pa, met een vrije weglengte in de orde van een cm. Er waren er natuurlijk ook op veel grotere hoogte. Het bijschrift geeft daar geen informatie over.
2. De explosie heeft een zeer hoge temperatuur die snel daalt door energieverlies via straling.
3. De bom en de restproducten bestaan grotendeels uit zware atomen die snel zullen condenseren tot vloeistof en vaste stof bij afkoelen

[HansH]

Zal inderdaad niet 1 op 1 gelijk zijn, maar wel bruikbaar om het principe met gasexpansie beter te kunnen begrijpen. overigens zal het uitzettende gas snel afkoelen omdat het energie levert door het uitzetten dus arbeid verricht. dus van expanderend gas bij gelijke temperatuur zal geen sprake kunnen zijn zelfs als je straling verwaarloost, net zoals bij een ontploffend stuk dynamiet in vacuuim ook snel afkoelt bij uitzetten van de gaswolk. vlak na de explosie heb je een bolletje gas van misschien wel een paar duizend graden en een druk van een paar 1000 BAR. en dat zal op soortgelijke manier uitzetten als een bolletje gas van kamertemperatuur bij bv 1000 BAR. Hoe groter de momentane expansie, hoe lager de temperatuur en druk.

[Xilvo]

overigens zal het uitzettende gas snel afkoelen omdat het energie levert door het uitzetten dus arbeid verricht.

Nee, het koelt niet af.

[HansH]

overigens zal het uitzettende gas snel afkoelen omdat het energie levert door het uitzetten dus arbeid verricht.

Nee, het koelt niet af.

Hoezo niet? er is immers een druk en een verplaatsing van gas vanuit een stuk met hoge druk. precies hetzelfde dus wat in een compressorvat gebeurt als je daar de druk van af haalt. en dat koelt wel degelijk sterk af omdat het gas arbeid verricht.

[Xilvo]

Ik heb het hierboven al een aantal malen verteld, maar hier dan nog maar een keer:
Het expandeert niet in een groter wordend vat, waar het arbeid door kracht op een zich verplaatsende wand zou verrichten. Het expandeert in een lege ruimte. Verricht daarbij geen arbeid. De interne energie, en dus de temperatuur, verandert niet.

[HansH]

Ik heb het inderdaad al een paar keer horen zeggen, maar kun je dat bewijzen? Voor zover ik weet geld altijd voor een expanderend volume gas dat de temperatuur afneemt als er geen energie uitwisseling is met de omgeving. je levert volgen mij wel arbeid, immers druk wordt ongezet in snelheid van het expanderende gas als je over vacuum praat. expanderend gas in een atmosfeer levert ook arbeid, maar dan niet in de vorm van snelheidsopbouw naar volume vergroting tegen een druk in.

[Xilvo]

Ik heb het inderdaad al een paar keer horen zeggen, maar kun je dat bewijzen?

Het is simpelweg behoud van energie.
Het expandeert adiabatisch, er is geen warmte-uitwisseling met de omgeving.
Het levert geen mechanische energie aan de omgeving.
Ergo, de interne energie kan niet veranderen. Die is bij een ideaalgas alleen afhankelijk van de temperatuur, dus blijft de temperatuur gelijk.
Zie
https://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas
bij "internal energy".

[HansH]

het gas was eerst in rust en na de expansie gaat het met een bepaalde snelheid. dus zoals ik al eerder aangaf is er wel degelijk arbeid verricht door het gas in de vorm van omzetten van druk in kinitische energie van de expanderende gaswolk. Dus moet de temperatuur omlaag gegaan zijn.

[Xilvo]

Dan moet je gaan kijken wat temperatuur precies is. Het is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de moleculen. Die verandert niet.
Wel krijg je gebieden waar de snelheden grosso modo dezelfde richting hebben. Wat is daarvan de temperatuur?
Plaats je een thermometer in dat expanderende gas dan zul je nog steeds dezelfde temperatuur meten, vermoed ik. Wil je de temperatuur meten via de druk, dan moet het gas in een container zitten (de ruimte waarin het expandeert hoeft niet onbegrensd te zijn, alleen mogen de wanden niet bewegen). Als het gas zich uiteindelijk settelt in het vat vind je weer de druk die bij de oorspronkelijke temperatuur hoort.