Kedves Hozzáértők,

van egy látszólag egyszerű feladatom, egy teljesen valós folyamat, aminek szeretném megérteni a működését, de ahhoz már nagyon régen tanultam fizikát, hogy rendesen felírjam a termodinamikai egyenleteket. 

A folyamat:

Egy nagy nyomású palackból (50 liter, 200 bar) gázt fejtünk át egy másik palackba, legyen mondjuk 2 liter, 0 bar (relatív nyomásban, szóval légköri nyomás mindkettő).

1. Az átfejtést egy hosszú és kis átmérőjű csövön végezzük, mondjuk 1000 mm hosszú, 1 mm átmérő.

2. Viszonylag nagy átmérőjű csövön, de a csőben van egy 1 mm-es fojtás.

Kezdetben mindkét palack 20 C hőmérsékletű. 

 

A folyamat végére a kisebbik palack érezhetően meleg. (A folyamatot akkor tekintjük befejezettnek, amikor már nincs áramlás, hallható sziszegés - elméletben a végtelenben érne véget.)

 

Egyrészt valós, de az adott viszonyok mellett nem cseppfolyósodó gázról van szó, mondjuk nitrogénről. Másrészt, a folyamat sem nem adiabatikus, sem pedig izoterm. 

A gáznak nyilván van belső súrlódása is, meg súrlódik a cső falával.

 

Ha a második kis tartály egy dugattyús henger lenne, amit szép lassan kihúzok, amivel megnövelem a térfogatot, ráadásul adok időt a hőcserére a környezettel, akkor ugye izoterm lenne, pxV=konst.

Ha gyorsan húzom ki és nincs hőcsere, akkor adiabatikus, és akkor az egész gáz lehűlne.

 

Így viszont van áramlás, van súrlódás. Van valakinek kedve erre egy modellt felállítani (persze nyilván van ilyen készen, elég gyakori dologról beszélünk).