Колба с газом, лопнувшая в космосе.

[Ms-dos4]

Munin
Да, это весьма интересно. Но если считать газ уже достаточно холодным (что остались только поступательные степени свободы), то повлияет ли это на конечный овтет - $\[\Delta T\]$? Честно говоря, для меня не очевидно, что ответ должен изменится.

[DimaM]

Ms-dos4 в сообщении #942772 писал(а):

Вероятно, температура газа была настолько низка, что выморожены были даже вращательные степени свободы.

Насколько я помню, вымораживание вращательных степеней свободы наблюдается только у водорода при температуре около 50 К. У азота вращательная температура ниже, а тройная точка при 63 К, так что вымораживание вряд ли наблюдаемо.

[Ms-dos4]

DimaM
Возможно, во всяком случае мне тоже показалось их вымораживание странным. Но другого объяснения такому ответу в задачнике у меня нет.

[Pphantom]

Pphantom в сообщении #942820 писал(а):

Если не ошибаюсь, решение было в талмуде Станюковича. Если не забуду, посмотрю завтра на работе.

Да, действительно есть. К.П.Станюкович, "Неустановившиеся движения сплошной среды", 68-й параграф, "Разлет газового шара в пустоту". Перепечатывать не буду, ибо это страшно. Поправки к "наивному" решению действительно возникают, но не очень большие.

[Munin]

DimaM в сообщении #942865 писал(а):

У азота вращательная температура ниже, а тройная точка при 63 К, так что вымораживание вряд ли наблюдаемо.

Вы так говорите, будто газ ниже тройной точки охладить нельзя.

Вот кстати, меня интересует, существует ли теорема, что граница фаз твёрдое тело-газ должна доходить до точки $P=0,T=0$ на фазовой диаграмме? Как вариант, я могу предположить, что существует более сильная теорема, что в этой точке обязана существовать (стабильно) газовая фаза, а твёрдая - не обязательно. Но чтобы в ней не было газа - не верится. ...Что-то я такой теоремы в явном виде в учебниках статфизики не встречал, впрочем и хорошим их знанием похвастаться не могу. Так что ссылки на буквари приветствуются.

Pphantom
Ого. А в отсканированном виде эта книга есть, или только в бумажном?

-- 09.12.2014 18:28:29 --

P. S. Поправки более конкретно какого порядка величины?

[DimaM]

Munin в сообщении #943047 писал(а):

Вы так говорите, будто газ ниже тройной точки охладить нельзя.

Действительно, тут я промашку допустил.
Правда, в условиях исходная плотность раз в 15 выше, чем при н.у., так что в начальном состоянии газ с вымороженными вращательными степенями свободы, по-моему, невозможен.

[Pphantom]

Munin в сообщении #943047 писал(а):

Ого. А в отсканированном виде эта книга есть, или только в бумажном?

У меня только в бумажном.

Munin в сообщении #943047 писал(а):

P. S. Поправки более конкретно какого порядка величины?

Если считать все для идеального газа с "комнатной" концентрацией, то конечная температура оказывается где-то $0.8 - 0.9$ от исходной (конечная в том смысле, что перед переходом к бесстолкновительному газу).

[Munin]

В общем, мне досталось в электронном виде более старое издание, 1955 года. Я посмотрел. Не стал разбираться подробно даже с одной формулой, но у меня сложилось впечатление, что там идёт расчёт на уровне гидродинамики (и зубодробительной матфизики на уровне ДУЧП), а меня-то изначально больше интересовали явления кинетические (и интегро-дифференциальная матфизика, не к ночи будь помянута, если речь зайдёт о расчётах).

На пальцах, у Станюковича основное внимание уделяется газу "внутри", как в нём ударные волны бегают. А меня больше интересовало поведение газа "снаружи, на границе", как он рассеивается в вакуум, и перестаёт быть столкновительным.

Думаю, для моего вопроса не слишком принципиально, шар это или не шар, так что можно упростить задачу, рассмотрев тонкий слой газа, или даже полупространство газа, и тем самым избавиться от спотыканий об эффекты трёхмерности.

[Pphantom]

Munin в сообщении #943229 писал(а):

На пальцах, у Станюковича основное внимание уделяется газу "внутри", как в нём ударные волны бегают. А меня больше интересовало поведение газа "снаружи, на границе", как он рассеивается в вакуум, и перестаёт быть столкновительным.

Это верно, но положение границы между "газодинамической" и бесстолкновительной областями, в конечном счете, определяется как раз этой газодинамикой.

Munin в сообщении #943229 писал(а):

Думаю, для моего вопроса не слишком принципиально, шар это или не шар, так что можно упростить задачу, рассмотрев тонкий слой газа, или даже полупространство газа, и тем самым избавиться от спотыканий об эффекты трёхмерности.

Надо как-нибудь сесть в спокойной обстановке и подумать. Похожие штуки возникают в теории переноса излучения, когда фотоны уходят с поверхности последнего рассеяния, и там, насколько я помню, геометрия оказывается значимой.

[Munin]

Pphantom в сообщении #943281 писал(а):

Это верно, но положение границы между "газодинамической" и бесстолкновительной областями, в конечном счете, определяется как раз этой газодинамикой.

Нет, как раз бесстолкновительной областью. Ведь на неё уже больше ничего не может повлиять.

Pphantom в сообщении #943281 писал(а):

Похожие штуки возникают в теории переноса излучения, когда фотоны уходят с поверхности последнего рассеяния, и там, насколько я помню, геометрия оказывается значимой.

Я про теорию переноса излучения в курсе не больше одной обзорно-популярной лекции.

[Xey]

Да, центральная зона газового шара слегка охладится, расталкивая переферию.
Но при этом повысится температура (скорость) переферийных областей. А в сумме газ не совершает никакой работы.
И можно ли назвать газом то, что получится через мгновение после разрушения колбы?
Молекулы разлетаюся по радиусам , переферия разлетается быстрее, чем внутренняя область . Никаких столкновений. Это уже не газ , это упорядоченное движение частиц. Их энергию можно преобразовать в полезную работу.

А что , если колба разбилась внутри колбы большего размера? (объем увеличивается , но работа не совершается)

[Munin]

Xey в сообщении #943581 писал(а):

Молекулы разлетаюся по радиусам , переферия разлетается быстрее, чем внутренняя область . Никаких столкновений.

На периферии будут медленные молекулы, по Максвеллу. Быстрые молекулы из центра (опять же, по Максвеллу) успеют с ними столкнуться. (Не говоря уже о том, что часть молекул на периферии вообще движется внутрь.)