При свободном расширении W=0, хотя объем изменяется, а если q=0, то температура и внутренняя энергия не меняются. Но как насчет давления? Я приведу некоторые аргументы, скажите, пожалуйста, какой из них (если есть) правильный, а также приведите свои аргументы.
Рассмотрим идеальный газ в адиабатическом сосуде, отделенном от вакуума подвижной перегородкой. Ниже приведены аргументы:
Давление газа — это его импульс, переданный стенке/границе, а импульс — это масса, умноженная на скорость. Но скорость RM S идеального газа есть функция его температуры, а так как при свободном расширении температура не меняется, то и скорость должна оставаться прежней, а значит, и давление остается прежним.
Так как температура и количество вещества остаются постоянными, то по закону Бойля давление должно уменьшаться.
Поскольку объем увеличивается, расстояние, которое проходит молекула до удара о боковую стенку, также увеличивается, уменьшая скорость и, следовательно, уменьшая давление. Но здесь контраргументом может быть то, что число столкновений между молекулами также будет уменьшаться по мере увеличения объема, что может нейтрализовать влияние увеличения объема на скорость.
Давление не остается прежним, потому что количество столкновений на единицу площади уменьшается с увеличением объема. Распределение скоростей молекул не меняется, потому что температура не меняется.
2 правильно, как и что-то вроде первой части 3. Температура и количество газа остались постоянными, а объем увеличился, поэтому закон идеального газа говорит, что давление должно было уменьшиться. Для микроскопической картины того, почему это произошло, самым простым аргументом будет то, что плотность газа упала, а значит, упала и частота столкновений с данной частью стенки.
Проблема с аргументом 1 заключается в том, что он не учитывает частоту столкновений, а только средний импульс, передаваемый при каждом столкновении.
Мохаммад Найеф
По симметрии