Strona głównaPytania → Czy sprężanie gazu powoduje jego...

Czy sprężanie gazu powoduje jego ogrzanie?

Pytanie

Pyta Błażej Dziubek

Pytanie odnośnie termodynamiki. Dlaczego jeżeli sprężamy gaz w staje on się cieplejszy, a dokładniej skąd bierze się ten wzrost temperatury?

Odpowiedź

Odpowiada dr Miłosz Panfil

By przeanalizować co się dzieje podczas sprężania gazu wygodnie jest rozpatrzeć dwie sytuacje. Pierwszą w której sprężamy gaz szybko i nie ma przepływu ciepła pomiędzy zbiornikiem z gazem a otoczniem. Taki proces nazywamy adiabatycznym. Drugą sytuacją jest powolne sprężanie gazu przy szybszej wymianie ciepła tak, że temperatura zbiornika z gazem jest taka sama jak temperatura otoczenia. Taki proces nazywamy izotermalnym.

Gdy sprężamy gaz, wykonujemy pracę przeciwko ciśnienie gazu. Powoduję to wzrost energii gazu. W przypadku procesu adiabatycznego energia ta zostaję w gazie, więc powoduje wzrost temperatury. Skąd dokładnie bierze się ta energia? Możemy wyobrazić sobie sprężanie gazu za pomocą tłoka. Gdy tłok jest nieruchomy cząsteczki gazu odbijają się od niego, ale ich prędkość nie zmienia się. Gdy sprężamy gaz, tłok porusza się i przyspiesza odbijające się od niego cząsteczki gazu. Powoduje to wzrost ich prędkości, czego efektem jest wzrost ich energii kinetycznej. Średnia energia kinetyczna cząstek gazu, czyli temperatura gazu, rośnie. Rośnie oczywiście również ciśnienie gazu.

W przypadku przemiany izotermicznej, sprężamy gaz na tyle wolno, by temperatura gazu zdążyła się wyrównać z temperaturą otoczenia. Wtedy efektem sprężania gazu jest tylko wzrost jego ciśnienia.