Estoy tratando de explicarle esto a mi hermano de octavo grado. Pero parece que no entiendo esto completamente... Sigo atascado debido a mi escaso conocimiento en termodinámica. Me gustaría hacer una pregunta relacionada primero:
1) Sé que la energía disminuye en una expansión adiabática. Esto se debe a que las moléculas de gas hacen el trabajo sobre el pistón y lo empujan hacia arriba , aumentando el volumen. Pero, ¿qué sucede si empujo el pistón hacia arriba en lugar de las moléculas de gas ? (como si tirara de una jeringa) ¿Seguiría llamándose expansión adiabática? No estoy agregando calor/materia al sistema. Así que creo que esto debería seguir siendo un proceso adiabático. Si es así, la energía del sistema no debería disminuir ya que el gas no realizó ningún trabajo. yo hice el trabajo ¿Algo mal en mi razonamiento?
2) Aquí está la pregunta real: ¿Disminuye la energía cinética de una molécula de agua individual (vapor) a medida que asciende en la atmósfera? ¿O es solo la energía cinética promedio la que disminuye debido a la baja densidad en altitudes más altas? ¿También es este promedio, sobre el espacio o sobre el número de moléculas? Si el promedio es sobre el espacio, entonces la baja densidad explica por qué disminuye la energía cinética promedio. Si el promedio es sobre el número de moléculas, no entiendo por qué disminuye la energía cinética promedio ... Agradezco cualquier ayuda. Gracias !
1) Sí, sigue siendo un proceso adiabático porque no se transfiere calor como dijiste. Si puede tirar de la jeringa lo suficientemente rápido como para que las moléculas de gas no puedan seguirlo y ejercer presión sobre él, entonces sí, todo el trabajo lo hace usted y la energía interna del sistema no cambiará. Sin embargo, en cualquier escenario realista, el gas mantendrá una presión más o menos constante en el tope de la jeringa, por lo que el trabajo realizado por el gas será la fuerza que ejerce sobre el tope de la jeringa multiplicada por la distancia que se mueve el tope de la jeringa. En otras palabras, solo estás haciendo una parte del trabajo.
2) El promedio está sobre el número de moléculas. La densidad no tiene nada que ver con eso. Las moléculas individuales, en promedio, pierden energía cinética a medida que ascienden. Imagine una sola molécula moviéndose hacia arriba: obviamente perderá energía cinética debido a la atracción gravitatoria. Cuando tenemos un montón de moléculas, es posible que esta pérdida de energía cinética debido a la gravedad se compense al ser golpeada en los ángulos correctos por otras moléculas, pero en promedio, la energía cinética de una sola molécula disminuirá.
Sí, esta es la tasa de caída de temperatura de aproximadamente 9,8 mK/m, un poco dependiente del contenido de vapor. La energía cinética de las moléculas se transforma en energía potencial en el campo de gravedad.
hola