Diferencia entre presión y temperatura.

Tanto la presión como la temperatura pueden considerarse formas de densidad de energía cinética, pero se dividen en diferentes cantidades. La presión es proporcional a la energía cinética por unidad de volumen , mientras que la temperatura es proporcional a la energía cinética por partícula . El factor de conversión entre las dos medidas (por volumen frente a por partícula) es la densidad numérica (partículas por unidad de volumen). Un gas puede estar a alta temperatura y baja presión si tiene baja densidad numérica; asimismo, un gas puede estar a baja temperatura y alta presión si tiene una alta densidad numérica. La relación entre estas tres cantidades (presión, temperatura, densidad) está contenida en la ecuación de estado del material. Para gases ideales, esta ecuación de estado es la ley de los gases ideales,$P=\frac{N}{V}kT$.

Si me dan la energía cinética promedio de las moléculas de un gas o un líquido, ¿cómo puedo saber si el fluido me quemará/aplastará/ambos si sumerjo mi mano en él?

La energía cinética de las moléculas define razonablemente la temperatura de los fluidos: más directamente para los gases, menos directamente para los líquidos.

Dada la temperatura de un fluido, el efecto térmico de sumergir la mano en él dependerá principalmente de la conductividad térmica del fluido que, junto con su temperatura, determinará qué tan rápido se transferirá el calor del fluido a la piel. o viceversa, dependiendo de la diferencia de temperatura.

Esto podría expresarse como$q=-k\nabla T$, dónde$q$es la densidad de flujo de calor,$k$es la conductividad térmica del fluido y$\nabla T$es gradiente de temperatura.

Como ejemplo, en condiciones normales, la conductividad térmica del agua es de aproximadamente$0.6\space Wm^{-1} K^{-1}$, mientras que la conductividad térmica del aire se trata sólo de$0.03\space Wm^{-1} K^{-1}$.

Esta es la razón por$80^{\circ}C$el agua sería insoportable, mientras$80^{\circ}C$Suana Will está bien.

Aunque la presión y la temperatura en los fluidos están íntimamente relacionadas, la alta presión no necesariamente implica alta temperatura (fondo del océano) y la baja presión no necesariamente implica baja temperatura (agua hirviendo en una tetera), por lo que uno puede ser aplastado sin quemarse o quemado sin ser aplastado.

Agregaría que, mientras que la presión en el gas ideal es causada por colisiones y depende de la frecuencia de las colisiones y la energía cinética de las moléculas del gas, la presión en los fluidos reales y, en particular, en los líquidos, se debe sustancialmente a la repulsión entre moléculas y podría aumentar bajo fuerzas de compresión incluso cuando la temperatura y, por lo tanto, la energía cinética de las moléculas es relativamente baja.

De manera equivalente, ¿cuál es la diferencia entre la transferencia de calor y la transferencia de cantidad de movimiento a nivel molecular?

Para que una transferencia de cantidad de movimiento a nivel molecular se traduzca en una transferencia de calor significativa a nivel macro, tiene que haber muchas transferencias a nivel molecular por unidad de área de contacto, por unidad de tiempo, que, entre otras cosas, podría verse afectada por el fluido. densidad.

Por ejemplo, la conductividad térmica del aire disminuye a medida que disminuye su densidad.