Изотермическое сжатие воздуха

[siago]

Внутренняя энергия ТС включает кинетическую энергию молекул и потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия. Первая зависит от температуры, вторая от объема. При изотермическом сжатии внешняя энергия расходуется на образование тепла, которое полностью передается внешнему холодильнику, и изменение объема, в связи с чем растет давление. Как объяснить, что для изотермического процесса используют формулу А = Q? Почему не учитывается рост потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия?

[Pphantom]

siago в сообщении #1286038 писал(а):

Как объяснить, что для изотермического процесса используют формулу А = Q?

А где именно Вы взяли формулу $A=Q$ (кстати, формулы стоит набирать правильно, даже такие) в приложении к изотермическому процессу? Посмотрите вокруг - там никаких оговорок об уравнении состояния газа не делалось?

[realeugene]

siago в сообщении #1286038 писал(а):

Как объяснить, что для изотермического процесса используют формулу А = Q?

Эта формула верна только для идеального газа. Что такое "идеальный газ", вы знаете?

[siago]

Pphantom в сообщении #1286045 писал(а):

А где именно Вы взяли формулу $A=Q$ в приложении к изотермическому процессу? Посмотрите вокруг - там никаких оговорок об уравнении состояния газа не делалось?

В учебном пособии для вузов "Термодинамика" Бурдаков В.П. и др. 2009. В разделе 3.2.6. Частные случаи политропных процессов в подразделе Изотермический процесс. Цитирую: "Применяя к изотермическому процессу уравнение первого закона термодинамики (2.4), получим $\delta q = \delta l$" (здесь $\delta q$ - удельное количество теплоты, $\delta l$ - удельная работа, которую я обозначил через А. Следующая фраза: "Следовательно, все сообщенное газу количество теплоты в изотермическом процессе затрачивается на совершение внешней работы, что справедливо и для процесса расширения (процесс подвода теплоты), и для процесса сжатия (отвод теплоты)."

-- 22.01.2018, 16:02 --

realeugene в сообщении #1286171 писал(а):

siago в сообщении #1286038 писал(а):

Как объяснить, что для изотермического процесса используют формулу А = Q?

Эта формула верна только для идеального газа. Что такое "идеальный газ", вы знаете?

Вы хотите сказать, что при сжатии идеального газа вся работа уходит на передачу теплоты холодильнику, а сжатие само собой происходит? Или я что-то не так понимаю?

[realeugene]

siago в сообщении #1286463 писал(а):

Вы хотите сказать, что при сжатии идеального газа вся работа уходит на передачу теплоты холодильнику, а сжатие само собой происходит? Или я что-то не так понимаю?

Напишите здесь определение понятия "идеальный газ".
И, заодно, напишите здесь формулу для средней кинетической энергии молекул идеального газа.

[Cos(x-pi/2)]

siago в сообщении #1286463 писал(а):

Pphantom в сообщении #1286045 писал(а):

А где именно Вы взяли формулу $A=Q$ в приложении к изотермическому процессу? Посмотрите вокруг - там никаких оговорок об уравнении состояния газа не делалось?

В учебном пособии для вузов "Термодинамика" Бурдаков В.П. и др. 2009. В разделе 3.2.6. Частные случаи политропных процессов в подразделе Изотермический процесс.

Это разделы в главе 3 с названием: "Приложения первого закона термодинамики к процессам в идеальных газах".

[siago]

realeugene в сообщении #1286471 писал(а):

Напишите здесь определение понятия "идеальный газ".
И, заодно, напишите здесь формулу для средней кинетической энергии молекул идеального газа.

Неужели вы думаете, что я не умею учебник листать или искать Википедию? Неужели трудно прямо ответить?
Цитирую: "идеальным называется газ, подчиняющийся уравнению состояния $pv = RT$ (для 1 кг)".
Есть еще такое определение: "идеальным называется газ, у которого диаметр частиц (молекул) и потенциал межмолекулярного взаимодействия равны нулю".
Есть еще такая фраза: "В строгом смысле все существующие газы являются реальными, однако при достаточно низких давлениях и не очень низких температурах отклонениями от идеальности можно пренебречь". Я думаю в реальных поршневых компрессорах давления от 0,1 до 1 кПа достаточно низкие, а температура от 300 до 400 К не очень низкая.

-- 22.01.2018, 17:03 --

Cos(x-pi/2) в сообщении #1286481 писал(а):

Это разделы в главе 3 с названием: "Приложения первого закона термодинамики к процессам в идеальных газах".

Да вы правы.

[realeugene]

siago в сообщении #1286488 писал(а):

Неужели вы думаете, что я не умею учебник листать или искать Википедию? Неужели трудно прямо ответить?

Нетрудно, но не интересно. Мне интересно помогать только людям, которые сами не ленятся. Подтолкнув их на путь, на котором они найдут ответ в конце концов сами. Ответы на заданные вами вопросы элементарно следуют из написанного в ваших учебниках.

Вы так и не написали формулу для средней кинетической энергии молекул идеального газа.

[siago]

realeugene в сообщении #1286494 писал(а):

Ответы на заданные вами вопросы элементарно следуют из написанного в ваших учебниках.
Вы так и не написали формулу для средней кинетической энергии молекул идеального газа.

Наверно в учебнике и есть ответ на мой вопрос, но я его не вижу. Я и обратился за помощью, чтобы мне его или показали или объяснили своими словами. Трудно с вами, ну да ладно - я потерплю.
Формула: $U = f(T)$. Там еще сказано, что внутренняя энергия идеального газа состоит только лишь из кинетической энергии движения молекул.
Может быть, вы намекаете, что идеальный газ не сжимается? То есть компрессор работает, газ греется, отдает тепло, но не сжимается? Ведь любое сжатие ведет к изменению потенциала взаимодействия молекул.

[DimaM]

siago в сообщении #1286501 писал(а):

Там еще сказано, что внутренняя энергия идеального газа состоит только лишь из кинетической энергии движения молекул.

siago в сообщении #1286501 писал(а):

Ведь любое сжатие ведет к изменению потенциала взаимодействия молекул.

Не замечаете взаимоисключающих параграфов?

[siago]

DimaM в сообщении #1286504 писал(а):

Не замечаете взаимоисключающих параграфов?

Замечаю, поэтому и обратился за разъяснениями. В главах об идеальных газах приводят формулы, в которых оперирует давление. А давление, на мой взгляд, это прямое проявление потенциала взаимодействия молекул. Я понимаю, если б к процессам с идеальными газами отнесли только изобарные процессы. Может, вы поясните?

[DimaM]

siago в сообщении #1286509 писал(а):

А давление, на мой взгляд, это прямое проявление потенциала взаимодействия молекул.

Тут вы ошибаетесь. В газе давление в основном (в идеальном газе - полностью) создается за счет соударения молекул с поверхностью.
А то, о чем вы пишете, иногда называют "холодным давлением", и оно существенно при высоких плотностях.
Попробуйте поглядеть здесь, начиная с 17-й страницы (глава 2).

[siago]

DimaM в сообщении #1286513 писал(а):

siago в сообщении #1286509 писал(а):

А давление, на мой взгляд, это прямое проявление потенциала взаимодействия молекул.

Тут вы ошибаетесь. В газе давление в основном (в идеальном газе - полностью) создается за счет соударения молекул с поверхностью.
А то, о чем вы пишете, иногда называют "холодным давлением", и оно существенно при высоких плотностях.
Попробуйте поглядеть здесь, начиная с 17-й страницы (глава 2).

Спасибо за информацию. Я уже бегло пробежал глазами, но еще почитаю повнимательней. Я вот что хочу сказать. Я уже много интересного узнал о термодинамике и по советам выше и по предложенному вами учебнику. Конечно это важно различать физическое происхождение давления - из потенциала межмолекулярного взаимодействия или кинетической энергии движения молекул. Думаю, это знание мне еще пригодится. Но ведь для ответа на изначально поставленный вопрос это не имеет существенного значения. Возможно, я не вполне ясно сформулировал вопрос и я попробую другими словами его поставить.
Работа компрессора по сжатию воздуха вся уходит на изменение кинетической энергии молекул. Часть этой энергии выделяется с теплом, поглощаемым внешней средой. А часть запасается в виде потенциальной энергии давления сжатого газа. Я назвал это по ошибке потенциалом межмолекулярного взаимодействия. Теперь вернемся к формуле, о сущности которой я и спросил: $A = Q$ и к фразе из учебника: "Следовательно, все сообщенное газу количество теплоты в изотермическом процессе затрачивается на совершение внешней работы, что справедливо и для процесса расширения (процесс подвода теплоты), и для процесса сжатия (отвод теплоты)." Процесс сжатия с отводом теплоты это типичный процесс работы поршневого компрессора с водяной рубашкой охлаждения. Возьмем еще одну фразу из учебника, по которому учат будущих инженеров авиационной и космической отраслей: "Изотермический процесс с идеальным газом одновременно является процессом при постоянной внутренней энергии". Как ни называй рассматриваемую энергию - потенциальной энергией сжатого газа, или кинетической энергией молекулярного движения, в любом случае она - внутренняя. Только не спрашивайте у меня, не вижу ли я здесь противоречия. Я вижу, поэтому и спрашиваю - что я не так понимаю?
У меня складывается мнение, что последняя фраза из учебника неверная. Ни один процесс не может идти без изменения внутренней энергии газа, не важно, он идеальный или реальный. Вся работа внешних сил идет на изменение внутренней энергии, а та, в свою очередь, превращается в тепло, отдаваемое рубашке охлаждения, и остается в газе как потенциальная энергия давления. Можно конечно сказать еще, что постоянную внутреннюю энергию не стоит путать с ее превращениями, мол превращения происходят, но энергия постоянна. Но как тогда быть с растущей потенциальной энергией давления газа? Ведь, чтобы внутренняя энергия осталась постоянной, нужно, чтобы при росте давления понизилась температура. При работе компрессора этого не наблюдается.

[DimaM]

siago в сообщении #1286543 писал(а):

Работа компрессора по сжатию воздуха вся уходит на изменение кинетической энергии молекул. Часть этой энергии выделяется с теплом, поглощаемым внешней средой. А часть запасается в виде потенциальной энергии давления сжатого газа. Я назвал это по ошибке потенциалом межмолекулярного взаимодействия.

Вы по-прежнему путаетесь.
То, что вы называете "потенциальной энергией давления", в случае идеального газа - именно кинетическая энергия молекул, ничего больше.

[siago]

DimaM в сообщении #1286549 писал(а):

Вы по-прежнему путаетесь.

Если б я не путался, я бы не обратился к экспертному сообществу: Помогите разобраться! Что вы мне один за одним повторяете, что я путаюсь? Это я и без вас знаю. Вы бы объяснили лучше, кинетическая энергия молекул это внутренняя энергия сжимаемого воздуха или нет? И меняется она или нет?