Hoe verhouden temperatuur en druk zich?

Kun je stellen dat als je van iets de druk verhoogt dat de temperatuur dan altijd omhoog gaat?
Dus stel ik heb een ballon met gas erin met een temperatuur van 20 graden en ik verhoog de druk in die ballon door hem (het volume) kleiner te maken dan gaat de temperatuur omhoog.

Temperatuur is een maat voor de gemiddelde chaotische bewegingsenergie per molecuul, plus de beweging van atomen in moleculen.

De algemene gaswet toegepast:

pV=nRT

p de druk in Pa (N/m2)
V het volume in m3
n de hoeveelheid gas in mol (= aantal moleculen gedeeld door de constante van Avogadro)
R de gasconstante (8,314472 J·K−1mol−1)
T de absolute temperatuur in K

Als ik dus de ballon verklein neemt V af maar de druk p neemt toe (door de volumeverkleining). Dus is dat dan een verandering die niet noopt tot een verandering aan de andere kant van de vergelijking (Temperatuur?)?

De druk kan ook worden verhoogd door bijv een grotere zwaartekracht. Jupiter bijvoorbeeld heeft een grote massa. Hierdoor wordt de kern samengedrukt waarbij de temperatuur oploopt tot 6000graden. Maar als ik iets samenpers dan lijkt mij dat de beweging van de atomen en moleculen juist beperkt worden, zodat toch eigenlijk de temperatuur zou moeten dalen??

Evenzo als ik ijs neem en ik pers dat samen dan wordt de dichtheid groter, maar neemt de temperatuur dan ook nog verder af, of neemt die juist toe net zoals in de kern van Jupiter? In beide gevallen wordt de druk verhoogt, met wisselende uitkomsten??

Weet jij het antwoord?

/2500

Mogelijk dat je berekening in de theorie klopt echter de praktijk wijst iets geheel anders uit. Tijdens het samendrukken ontstaat wrijving, door de wrijving ontstaat er warmt, echter stop je met samendrukken daalt de temperatuur, de temperatuur ligt dan lager dan de omgevingstemperatuur.

Je gaat op twee manieren de mist in. 1. pV=nRT geldt voor een (energetisch) gesloten systeem. Als je van buitenaf druk verhoogt of volume verkleint, dan ben je bezig energie toe te voeren, en heb je het dus niet meer over een (energetisch) gesloten systeem. Je voert energie toe, en dus zal de temperatuur stijgen. 2. Als je de druk verhoogt/het volume verkleint, dan wordt de vrije weglengte wel korter, maar temperatuur gaat over de bewegingssnelheid, en niet over de vrije weglengte. De atomen in een stuk ijzer trillen om een gemiddelde stand, maar zullen door een hogere temperatuur sneller trillen. Daardoor botsen ze ook harder tegen hun buren aan. Vergelijk het met een mensenmenigte bij een popconcert. Zo lang ze stil staan kunnen ze dicht op elkaar gepakt zijn. Maar als ze naar het toilet willen gaan ze bewegen en zullen ze meer ruimte innemen. Ofwel, de "menigte" zet uit.

Als je de druk en het volume van een gas verandert bij gelijkblijvende temperatuur heet dat een isotherm proces. Dit is experimenteel heel goed uit te voeren. Je staat op een hoge heuvel en je neemt een lichtgewicht plastic fles, draait de dop er af en vervolgens weer dicht zodat er geen lucht meer in of uit kan. Dan ga je naar beneden (aannemend dat daar een zelfde temperatuur is, heel goed mogelijk) en je ziet dat het volume kleiner is geworden, kan je ook doen in een auto met klimaatbeheersing. Ook lukt dat wanneer de weersvoorspelling aangeeft dat er een diep depressie aankomt. Nu over het samenpersen of expanderen van een afgesloten hoeveelheid gas. De eerste hoofdwet van de thermodynamica luidt: dQ=dU+PdV. dQ is de toegevoerde warmte (kan ook negatief zijn). dU is de inwendige energie, de kinetische energie van de moleculen en een maat voor de temperatuur PdV is de arbeid, waarbij P de druk is en dV de volume verandering (Veind-Vbegin) Als je heel snel het volume verandert is er geen tijd warmte toe of af te voeren, een adiabatisch proces. dQ is dan nul. Bij een adiabatisch proces luidt de eerste hoofdwet dan ook 0=dU+PdV Bij een snelle volumetoename (expanderen) is PdV positief en zal dU dus negatief zijn, de snelheid van de moleculen neemt af en de temperatuur daalt. Voorbeeld is het snelleeg laten lopen van een spuitbus. Je voelt dan dat de temeperatuur van de spuitbus daalt. Bij een snellen volumeafname, samenpersen, is PdV negatief en dus dU positief, de moleculen zullen sneller bewegen en daarmee zal de temperatuur stijgen Voorbeeld is de fietspomp, bij het pompen zal op de plaats waar de slang aan de pomp zit warmer worden, zo te voelen.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100