Ein Ideales Gas zusammendrücken macht es wieder fest?
Wenn ich ein Gas zusammendrücke wird es flüssig und im Anschluss wieder fest, wie es auch bei einer Deo-Dose oder Feuerzeug passiert. Beim Prozess der Komprimierung entsteht aber wärme, man denke nur mal an eine Luftpumpe bei der man den Ausgang zuhält und pumpt.
Wie geht das zusammen? Quetscht man die Wärme aus der Luft heraus weswegen sie flüssig wird und die Luftpumpe warm?
1) Wie viel Druck muss ich mit ner Luftpumpe die Luft ausüben um Flüssige Luft zu erhalten?
2) Nehme ich den Druck in der Luftpumpe nun schlagartig weg, gefriert dann die Luftpumpe?
3 Antworten
1) kannste googeln. Das hängt von der Temperatur ab. Je höher der Druck desto weiter steigt der Siedepunkt. Dürfte ein ziemlich höher wert sein.
Beispiel für CO2: das wird bei 0 Grad bei ca. 15 bar flüssig und bei ca. 1400bar fest.
Hier ist auch der Fall das Luft ein Gasgemisch ist. Dh. Die verschiedenen Gase werden sich zu verschiedenen zeigen verflüssigen oder fest werden.
Auch braucht es Kondensationskeime in der Luft. Bzw. Dann in der Flüssigkeit. Sonst wird es nicht flüssig.
Zur wärmer werden:
Temperatur ist im Grunde nur die kinetische Energie der Teilchen. Warme Übertragung passiert dadurch daß die Teilchen an die Wände des Behältnisse stoßen und dann ein wenig dieser Kindetischen Energie verlieren.
Wenn du nun ein wenig dichtes Gas hast dann stoßen auch nur wenig Teilchen an die Wand. Wenn du allerdings das Volumen verringert stoßen immer mehr Teilchen an den Rand und so verlieren die Teilchen schneller an kinetische Energie und das Behältnisse gewinnt an kinetischer Energie.
(So ganz wird die Erklärung nicht stimmen. Aber es hat im Endeffekt mit der Energiedichte zu tun)
Zu 2:
Theoretisch ja. Sofern du die Luftpunkt die sich aufgeheizt hat wieder abkühlen lassen hast. Wenn du dann den Druck wegnimmst kühlt die Luftpumpe noch weiter. Mit genügend druckunterschied kann dies natürlich auch unter dem Gefrierpunkt gehen. Kühl und gefrierschränke funktionieren genau nach diesem Prinzip. Sie verdichten ein Gas. Das heizt sich auf. Dann wird das verdichtete Gas abgekühlt an der Außenwand des Kühlschrankes. Und im Innern wird das Gas in wesentlich geringerer Dichte durch den Kühlschrank geleitet was bedeutet es ist wesentlich kühler als vorher.
Nein umgekehrt. Das Gas wird wärmer bei einer Komprimierung.
Es kühlt sich wieder ab wenn es sich wieder ausdehnt. Aber das passiert ja im Motor nicht weil der Kolben kommt und alles zusammenquetscht.
Da ist der Denkfehler. Das Kraftstoffsauerstoff Gemisch wird zusammengedrückt. Erhitzt sich dadurch und fängt dann an mit dem Sauerstoff zu reagieren.
Nen Funke oder n feuerzeug macht ja auch nichts anderes.
Nur zum Verständnis...
Ein Gas wird bei der Komprimierung wärmer und gleichzeitig flüssig, da ja der Druck erhöht wird.
Ist das so korrekt?
Jein. Das hängt weiterhin von der Temperatur ab. Der Siedepunkt des Gases steigt natürlich bei Erhöhung des Druckes.
Als Beispiel mit fiktiven zahlen.
Nehmen wir an unser Gas ist auf zimmertemperatur und Normaldruck.
Siedepunkt liegt bei sagen wir 10 Grad Celsius.
Nun bringen wir das Gas auf 18 bar Druck.
Dann steigt die Temperatur vieleicht auf 50 Grad an. Und die Siedetemperatur auf 30 Grad.
Das Gas ist jetzt noch weiterhin gasförmig weil es hat ja 50 Grad.
Wenn es sich nun über die Zeit abkühlt (der Container mit dem Gas steht ja immernoch in nem Raum mit Zimmertemperatur.) Dann fällte die Temperatur irgendwann auf 30 Grad und es fängt an zu kondensieren. Und wenn es dann flüssig ist kühlt es weiter auf zimmertemperatur ab.
Natürlich könnte der Siedepunkt auch schneller steigen. Dann kondensiert das Gas natürlich schon wesentlich eher.
Es hängt imgrunde davon ab welches Gas es denn ist.
Ein ideales Gas wird weder flüssig noch fest. Zwischen den Teilchen wirken nämlich keinerlei Kräfte, und ihr Volumen ist Null.
Aus diesem Grunde verhalten sich reale Gase nur einigermaßen ideal, wenn die Temperatur nicht zu niedrig und das Volumen nicht zu klein ist.
Reale Gase werden auch nur unterhalb des Tripelpunkts flüssig oder fest. Darüber gibt es diese Unterscheidung nicht. Luft ist also streng genommen kein Gasgemisch, sondern ein überkritisches Fluid.
Im Übrigen musst du zwischen Kompressionswärme und Phasenübergangswärme unterscheiden. Bei Phasenübergängen wird Bindungsenergie in Wärme umgewandelt oder umgekehrt.
Der Siedepunkt steigt mit der Erhöhung des atmosphärischen Druckes..
Der atmosphärische Druck im Behälter ist so hoch, dass das Element den flüssigen Aggregatzustand einnimmt.
1.) Lindeverfahren - Luftverflüssigung bei ca. 200bar
https://de.wikipedia.org/wiki/Linde-Verfahren
2.) ja! Wenn Du ein Gas- Feuerzeug mit dem Hammer zerschlägst hast Du den gleichen Effekt.
Okay
Wenn das alles Stimmt, dann dürfte das Diesel-Kraftstoffgemisch im Motor nicht selbstzündend sein. Denn wie wir eben festgestellt haben wird ein Gas kälter bei der Komprimierung sprich keine Entzündung im Motorraum.
Wo ist mein Denkfehler?