Охлаждение при расширении в пустоту

[Змей Петров]

Для идеального газа взаимодействия молекул нет, а охлаждение при расширении есть.

Это в случае, если идеальный газ находится в сосуде.
Если стенок нет, то охлаждения при расширении не будет.

[Незван]

Если стенок нет, то охлаждения при расширении не будет.

Не совсем понятно, о какой системе Вы говорите. У it было так:

задать молекулы, взаимодействующие по ЛД-потенциалу, запертые в  ящике.

[Змей Петров]

Не совсем понятно, о какой системе Вы говорите. У it было так:

Я имею в виду что-то вроде воздушного шарика заполненного идеальным газом в вакууме, который вдруг лопнул.

Кстати, в постах про сжиение газов почему-то упускается такая важная и необходимая деталь, как детандер.

[Змей Петров]

Тепловая энергия переходит в направленное движение.

Неправильный ответ.
Куда направлено движение? Газ расширяется равномерно по всем трём координатам. Какое направление при этом предпочтительно?

[Незван]

Тепловая энергия переходит в направленное движение.

Неправильный ответ.

Правильный.

Куда направлено движение? Газ расширяется равномерно по всем трём координатам. Какое направление при этом предпочтительно?

От центра прежнего объема.

[Незван]

Я имею в виду что-то вроде воздушного шарика заполненного идеальным газом в вакууме, который вдруг лопнул.

Представьте, что Ваш шарик лопнул не в космосе, а внутри большой вакуумной камеры. Увидим охлаждение газа. Возьмем камеру побольше. Потом еще и еще. Наблюдаем тенденцию.

[Змей Петров]

Пока расширяющийся идеальный газ не достиг стенок, он не будет охлаждаться.

[Змей Петров]

От центра прежнего объема.

А направление какое?

[Незван]

Пока расширяющийся идеальный газ не достиг стенок, он не будет охлаждаться.

От центра прежнего объема.

А направление какое?

Любое. Возьмите пробный объем в любом месте (кроме центра): при усреднении скоростей по этому объему обнаружите отклонение от нуля. Это будет составляющая, не участвующая в определении температуры. Для этого не надо достигать стенки.
Добавление.
Можете взглянуть на вот это разъяснение.

[Змей Петров]

Любое. Возьмите пробный объем в любом месте (кроме центра): при усреднении скоростей по этому объему обнаружите отклонение от нуля.

А если взять не один пробный объём, а все сразу? Какое будет направление? Облако идеального газа предоставленное самому себе расширяется. Можем взять любую часть его объёма, будет то же самое - расширение без охлаждения.

[it]

Тепловая энергия переходит в направленное движение.

Это, действительно, уменьшает скорость молекул, но на совершенно ничтожную величину. Например, если молекула водорода ударяется о стенку массой, например, 1 грамм, то скорость молекулы водорода (по модулю) уменьшается лишь на 7e-21 от своей величины.

[Незван]

Любое. Возьмите пробный объем в любом месте (кроме центра): при усреднении скоростей по этому объему обнаружите отклонение от нуля.

А если взять не один пробный объём, а все сразу? Какое будет направление? Облако идеального газа предоставленное самому себе расширяется. Можем взять любую часть его объёма, будет то же самое - расширение без охлаждения.

Ну, понятно, Петра Леонидовича Вы проигнорировали. Я-то тоже дурак... "Мы ленивы и нелюбопытны" же.
Вот, на блюдечке

« ... мерилом температуры является не само движение, а хаотичность этого движения. Хаотичность состояния тела определяет его температурное состояние, и эта идея (которая впервые была разработана Больцманом), что определённое температурное состояние тела вовсе не определяется энергией движения, но хаотичностью этого движения, и является тем новым понятием в описании температурных явлений, которым мы должны пользоваться… »
П. Л. Капица

Брать все сразу? Зачем? Чтобы замылить ситуацию? Если взять меня и Абрамовича, средний душевой доход будет очень даже приличный, а у меня еще и налоги на недвижимость в Англии гораздо меньше...

Давайте лучше рассмотрим такой пример: два воздушных шарика удаляются друг от друга со скоростью 11 км/с. Как Вы будете определять среднюю температуру этой системы?

[Незван]

Тепловая энергия переходит в направленное движение.

Это, действительно, уменьшает скорость молекул, но на совершенно ничтожную величину. Например, если молекула водорода ударяется о стенку массой, например, 1 грамм, то скорость молекулы водорода (по модулю) уменьшается лишь на 7e-21 от своей величины.

Насколько выше скорость молекул воздуха на МКС по отношению к таковой в ЦУПе
и насколько выше температура на МКС?

[AlAn]

Любое. Возьмите пробный объем в любом месте (кроме центра): при усреднении скоростей по этому объему обнаружите отклонение от нуля.

А если взять не один пробный объём, а все сразу? Какое будет направление? Облако идеального газа предоставленное самому себе расширяется. Можем взять любую часть его объёма, будет то же самое - расширение без охлаждения.

С одной стороны, давление можно назвать "плотностью" энергии, поскольку Па=Дж/м³.
С другой стороны, температура есть мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул. Е₀=(3/2)kТ. При расширении газа, давление уменьшается, значит температура падает. Правда, при очень низких давлениях, понятие температура теряет смысл, поскольку применимо только при заметных плотностях газа. Вся шука спрятана в уравнении Менделеева - Клайперона.
Да, стенки не при чём!

[Змей Петров]

 AlAn, можно проще, поскольку речь об идеальном газе.
Поскольку по постановке задачи частицы газа  ни с чем не взаимодействуют, то согласно первому закону Ньютона, они движутся прямолинейно и равномерно в любой ИСО, т.е. все их скорости отн. др.друга сохраняются - объём растёт, температура не падает.

PS
Давления вообще нет, ввиду отсутствия стенок и др. посторонних тел.

[AlAn]

AlAn, можно проще, поскольку речь об идеальном газе.
Поскольку по постановке задачи частицы газа  ни с чем не взаимодействуют

PS
Давления вообще нет, ввиду отсутствия стенок и др. посторонних тел.

1.  частицы идеального газа взаимодействуют при столкновениях обмениваясь энергией и импульсом. Не взаимодействуют они на расстоянии. Это для некоторого упрощения модели.
2. Назовите мне "стенки", которые обеспечивают атмосферное давление?
В принципе, это физика за 10-й класс средней школы. Похоже, кое-кто прогулял эти занятия в своё время.

[Змей Петров]

AlAn, там нет столкновений. На то газ и идеальный - частицы не взаимодействуют.

Стенок нет по постановке задачи - идеальный газ расширяется в пустоте.

[VimanaPro]

Стенок нет по постановке задачи - идеальный газ расширяется в пустоте.

Предлагаю обсудить таблицу умножения.
http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._%D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%88%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B0

[it]

Предлагаю обсудить таблицу умножения.

Ну да, всё правильно написано.
Можно немного выйти за пределы таблицы умножения.
В этом примере начальный и конечный сосуд физически связаны.
Если же это не так, то температура идеального газа всё же чуть упадёт (см. мой ответ #30). Это, конечно, имеет чисто теоретическое значение. Впрочем, если масса начального сосуда мала, то может иметь и практическое.

[Maxim Barkov]

Если стенок нет, то охлаждения при расширении не будет.

Как обычно,
написали, подумать забыли.