Квантовая термодинамика, очень просто.

[Марина Славянка]

А просто так на слово, я  даже самому себе не верю, всегда проверяю, а не дурак ли я?

Здорово сказано!

[Марина Славянка]

Якунику попробую пригласить. Правильно. .

Да вряд ли он согласится, если Вы будете дразнить его "Якунику".
Это Менде ему такую кликуху придумал, чтоб там было слово "куни",
Уж если по-русски, то "Якинику".
И еще в одном из Ваших статей "ложим" слово изменить бы на "положим"

[aid]

мне слишком нравится идея Карандаша объединить уравнение Менделеева-Клайперона и уравнение Пуассона.

Но ведь уравнение Пуассона и выводится из уравнения Менделеева-Клапейрона и закона сохранения энергии, а также классической теории теплоемкостей. 

[aid]

А разве при адиабатическом процессе в общем случае энтальпия постоянна?  По моим представлениям она меняется, следовательно, (3) не даст вам уравнения адиабаты (Пуассона).

 Я вам об этом говорю.

Если речь идет про идеальный газ, то изменение его энтальпии в любом процессе равно C_p/\T. Т.к. температура газа при обратимом адиабатном процессе меняется, то и энтальпия меняется.

[Карандаш]

Рассмотрим в воздухе адиабатически-изотермический-изобарный процесс, без учета фазовых изменений воды.



В стратосфере, а также и в тропосфере, при минимальном содержании водяных паров в атмосфере, например в зимние морозные ночи, состояние воздуха по высоте соответствует изотерме А-С, в которой изменение давления сопровождается изотермическим изменением молярного объема.

При изобарном нагреве воздуха происходит изменение молярного объема А-В.
При поднимании воздуха в верх происходит адиабатическое расширение и охлаждения воздуха В-С без изменения молярной тепловой энергии.

Как видно из графика, в точке С происходит выравнивание молярной тепловой энергии между окружающим воздухом и поднимающимся теплым воздухом. Выше точки С теплый воздух подниматься не сможет.

Если переместить любой другой объем воздуха с высоты точки С, до высоты с давлением А-В, то этот воздух в результате адиабатического изменения примет состояние точки В.

В тропосфере, в результате фазовых изменений воды происходят сильные вертикальные перемешивания воздушных масс, в результате чего в тропосфере наблюдается не изотермическое изменение температур по высоте, а смешанное между изотермически-адиабатическими изменениями.

[Карандаш]

И еще в одном из Ваших статей "ложим" слово изменить бы на "положим"

Спасибо, учту.

[Карандаш]

Но ведь уравнение Пуассона и выводится из уравнения Менделеева-Клапейрона и закона сохранения энергии, а также классической теории теплоемкостей.  

Вот и aid подключился, спасибо.

Так как в точках пересечения адиабат, изохор, изотерм и адиабат давления, молярные объемы и температура являются одними и теми же параметрами, то Уравнения Менделеева-Клапейрона и Пуассона и должны соответствовать друг другу.

Отличие моих уравнений от уравнений Менделеева-Клапейрона и Пуассона только в том, что я в уравнения ввожу зависимости от изменения молярной тепловой энергии (не знаю как её правильно назвать, думал, что молярная энтальпия подойдет, но получается много разногласий.).

Повторю вопросы для aid --
1. у меня получается, что давление должно иметь размерность (Дж/м³)^Y, как Вы к этому относитесь? Видите ли какие то ошибки в математическом анализе?
2. Может Вы подскажите Как нужно называть, то, что я называю молярной тепловой энергией Дж/Моль (молярной энтальпией Дж/Моль)?

[aid]

Вот и aid подключился, спасибо.

Так как в точках пересечения адиабат, изохор, изотерм и адиабат давления, молярные объемы и температура являются одними и теми же параметрами, то Уравнения Менделеева-Клапейрона и Пуассона и должны соответствовать друг другу.

Отличие моих уравнений от уравнений Менделеева-Клапейрона и Пуассона только в том, что я в уравнения ввожу зависимости от изменения молярной тепловой энергии (не знаю как её правильно назвать, думал, что молярная энтальпия подойдет, но получается много разногласий.).

Повторю вопросы для aid --
1. у меня получается, что давление должно иметь размерность (Дж/м³)^Y, как Вы к этому относитесь? Видите ли какие то ошибки в математическом анализе?
2. Может Вы подскажите Как нужно называть, то, что я называю молярной тепловой энергией Дж/Моль (молярной энтальпией Дж/Моль)?

1. Размерность давления просто Дж/м³ просто по определению давления.
2. Мы с этим вопросом с Вами уже очень давно мучаемся. Я пытался приводить аналогию с ванной, которую наполняют или вычерпывают ведрами и через трубу, но, кажется, эта аналогия Вас еще больше запутала.

[Alexpo]

А ЧТО конкретно ЕРУНДА?

В вашем утверждении:

Отсутствие вертикальных перемещений воздуха в стратосфере можно объяснить тем, что с увеличением высоты увеличиваются средние энергии электронов в атомах, соответственно и относительные молярные объемы, что препятствует вертикальным перемещениям воздушных масс.

Конкретно ерунда - все!
Во-первых, отсутствие вертикальных перемещений воздуха в стратосфере этим объяснить нельзя. Кстати, объяснение давно известно и связано с высотным температурным градиентом в атмосфере. От поверхности Земли до высот стратосферы температура понижается


Это приводит к возможности восходящих потоков воздуха от нагретого низа к холодному верху. Конвекция по сути.
А вот выше в стратосфере в термопаузе и там, где температура растет с высотой, конвекция невозможна. Поэтому там и отсутствуют сильные вертикальные перемещения воздуха . Небольшие вертикальные скорости тем не менее есть из-за турбулентности, связанной с горизонтальными движениями. О прорывах из тропосферы говорить не будем.

Замечу важный момент, что еще выше, в мезосфере, где температура опять понижается с высотой вертикальные перемещения воздуха снова существуют, что является дополнительным аргументов против вас.

Говорить о высотной зависимости  средних энергий электронов в атомах не стоит, а уж влиянием этого на молярный объем можно однозначно пренебречь. Вспомните, что такое газ!

[Карандаш]

1. Размерность давления просто Дж/м³ просто по определению давления.

Вы считаете, что для газов с разными Y – показателями адиабаты одно и тоже приращение молярной тепловой энергии будет соответствовать одному и тому же приращению давления? У меня получается совсем по другому http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=232431.msg2751230#msg2751230 Есть ли здесь ошибка?

2. Мы с этим вопросом с Вами уже очень давно мучаемся. Я пытался приводить аналогию с ванной, которую наполняют или вычерпывают ведрами и через трубу, но, кажется, эта аналогия Вас еще больше запутала.

Аналогия мне понятна. Точно так же как Вы меряете изменение КОЛИЧЕСТВА воды в ванне, точно так же я меряю изменение ТЕПЛОВОЙ энергии в ОДНОМ МОЛЕ газа. Что бы не путать тепловую энергию с другими видами энергии предложил измерять её количество при переходе через вакуумные перегородки. То есть, ВСЮ тепловую энергию я вижу только в энергии фотонов. Фотоны захватыватся-излучаются газами, при этом осуществляются все виды передачи тепловой энергии -- излучением, конвекцией, теплопроводностью. Вопрос -- КАК назвать количество захваченной одним молем газа энергии  фотонов (находящейся в связанном состоянии в одном моле газа)?
Например, Странник предложил называть молярной энтальпией:

Вообще-то, энтальпия это энергия, и должна измеряеться в Дж или калориях, а то что Вы применяете - это удельная энтальпия или мольная энтальпия. Чаще применяется первый термин. Т.е., энтальпия на один моль, отсюда и знаменатель.

Костицын предлагает другой целый арсенал на выбор:

Неверно.
Энтальпия - это энергия и имеет размерность энергии.
А Дж/ моль - это удельное количество теплоты или молярная внутренняя энергия или импульс или жесткость или поверхностное натяжение или потенциал гравитационного поля или магнитный поток или магнитный момент электрического тока или напряженность электрического поля или удельное электрическое сопротивление или намагниченность или спектральная плотность энергетической свет

Молярная тепловая энергия по сути есть тепловой импульс.
Я бы рекомендовал обозначать ее буквой Р_m.

Alexpo против энтальпии и предлагает использовать энтропию:

Карандашу:
Вообще говоря, в адиабатических процессах постоянна энтропия S, поэтому, уравнение (2) можно писать

PV^γ=f(S)

Я еще раз повторяю, что энтальпия изменяется в адиабатическом процессе, следовательно, она не может стоять справа в уравнении Пуассона.

Например, разные изотермы соответствуют разным значениям температуры. Я вам предложил использовать энтропию.

Я совсем запутался.
В моем понимании, Молярная тепловая энергия это именно ТЕПЛОВАЯ энергия содержащаяся в одном моле газа Дж/Моль. И передается тепловая энергия только излучением, что не противоречит ни конвекционной передаче, ни теплопроводности.

[Карандаш]

Конкретно ерунда - все! Во-первых, отсутствие вертикальных перемещений воздуха в стратосфере этим объяснить нельзя. Кстати, объяснение давно известно и связано с высотным температурным градиентом в атмосфере. От поверхности Земли до высот стратосферы температура понижается
Это приводит к возможности восходящих потоков воздуха от нагретого низа к холодному верху. Конвекция по сути.

Да где же ерунда?
Вы приводите факты которые подтверждают мою правоту, и обвиняете меня в ерунде!
Или Вы напрочь отрицаете наличие адиабатических и изохорных изменений температуры и молярного объема при вертикальных перемещениях воздуха?

Смотрим на Вашу схему:

ВЕЗДЕ где есть вертикальные перемещения воздуха, температура изменяется в соответствии с адиабатическим изменениями по высоте!
ВЕЗДЕ где нет вертикальных перемещений воздуха и прогрева воздуха излучением, состояния воздуха на разных высотах соответствуют изотермическим состояниям.

От поверхности Земли и в озоновом слое в результате захвата энергии излучения происходит разогрев воздуха, в результате появляется температурный градиент приводящий воздух в движение.
Но вертикальные перемещения воздуха ограничены изохорными изменениями молярной тепловой энергии Q Дж/Моль с изменением высоты. Поэтому, теплый воздух от поверхности Земли (даже с учетом парообразования) не может подняться выше 10-15 км. см. мой график адиабатически-изотермических состояний.

На высотах 10-25 км никаких вертикальных перемещений нет. Поэтому и состояния газов соответствуют изотермическим состояниям.

Замечу важный момент, что еще выше, в мезосфере, где температура опять понижается с высотой вертикальные перемещения воздуха снова существуют, что является дополнительным аргументов против вас.

Нет, это аргумент ЗА меня.

Выше 25 км начинается озоновый слой, где происходит прогрев воздуха, аналогично прогреву воздуха от поверхности Земли. Опять получается градиент температуры, А вернее градиент молярной тепловой энергии. И воздух опять приходит в вертикальное движение, что сопровождается адиабатическими изменениями температуры.

Говорить о высотной зависимости  средних энергий электронов в атомах не стоит, а уж влиянием этого на молярный объем можно однозначно пренебречь. Вспомните, что такое газ!

И ЧТО такое газ?
В соответствии с МКТ это точки имеющие упругие удары. У этих точек длина свободного пробега должна быть неограничена. Но так ли это? Я приводил пример с расслоением легких и тяжелых газов. Броуновское движение и диффузия конечно есть, но и расслоение есть! Но, самое главное -- есть процессы поглощения-излучения энергии излучения. А так же сохранение энергии излучения в связанном состоянии в газах.

[Alexpo]

Или Вы напрочь отрицаете наличие адиабатических и изохорных изменений температуры и молярного объема при вертикальных перемещениях воздуха?

ВЕЗДЕ где есть вертикальные перемещения воздуха, температура изменяется в соответствии с адиабатическим изменениями по высоте!
ВЕЗДЕ где нет вертикальных перемещений воздуха и прогрева воздуха излучением, состояния воздуха на разных высотах соответствуют изотермическим состояниям.

Перепутана причина и следствие. Вертикальные перемещения воздуха - есть следствие изменения температуры, а не наоборот. К тому же в стратосфере нет вертикальных перемещений воздуха, а изменение температуры есть. Никакой изотермичности.

Для утверждений  типа "ВЕЗДЕ где есть вертикальные перемещения воздуха, температура изменяется в соответствии с адиабатическим изменениями по высоте" вы сначала должны написать уравнения, получить цифры, а затем сравнить их с хорошо известными экспериментальными значениями. До этого все это типичный альтизм.

В соответствии с МКТ это точки имеющие упругие удары. У этих точек длина свободного пробега должна быть неограничена.

Это неверный ответ. Идеальный газ - это модель в которой пренебрегают учетом размера молекул и их взаимодействием кроме соударений в определенных ситуациях. Никто молекулы рельно математическими точками не считает и тем более не считает длину свободного пробега бесконечной. Обратите внимание, что в этом случае и упомянутых вами упругих соударений просто не будет.

Главное здесь, что в разреженном газе размер молекул и тем более поведение их электронов оболочках хоть сколько нибудь значимого влияния не имеют.

[Карандаш]

Вертикальные перемещения воздуха - есть следствие изменения температуры, а не наоборот.

Так я с этим и не спорю.
 

К тому же в стратосфере нет вертикальных перемещений воздуха, а изменение температуры есть. Никакой изотермичности.

Для утверждений  типа "ВЕЗДЕ где есть вертикальные перемещения воздуха, температура изменяется в соответствии с адиабатическим изменениями по высоте" вы сначала должны написать уравнения, получить цифры, а затем сравнить их с хорошо известными экспериментальными значениями. До этого все это типичный альтизм.

Я не специалист-атмосферник и точных уравнений не знаю. Но то, что в результате изменения давления, при вертикальных перемещениях воздуха, должны выполняться адиабатические зависимости изменения температур не сомневаюсь.
Кто может помочь -- приблизительно прикинуть какая будет температура воздуха если он вертикально снизится с высоты 50 км , где он имеет температуру около 0^оС до поверхности Земли?

Я думаю, что температура будет настолько высокой, что ни один червяк не выживет

[Олег Владимирович Лавринович]

Так я с этим и не спорю.
 Я не специалист-атмосферник и точных уравнений не знаю. Но то, что в результате изменения давления, при вертикальных перемещениях воздуха, должны выполняться адиабатические зависимости изменения температур не сомневаюсь.
Кто может помочь -- приблизительно прикинуть какая будет температура воздуха если он вертикально снизится с высоты 50 км , где он имеет температуру около 0^оС до поверхности Земли?

Я думаю, что температура будет настолько высокой, что ни один червяк не выживет

Если грубо ,то падение 1 кг воздуха с 50км высоты выделит 500кдж тепла.(М*Ж*аШ!) Буде  воздух падать с такой высоты в вакуме ,он нагрелся бы примерно на 500градусов. Но, падая в атмосфере, он отдаст свою энергию неподвижному и эффект будет  существенно меньше.

[Странник2]

И ЧТО такое газ?
В соответствии с МКТ это точки имеющие упругие удары. У этих точек длина свободного пробега должна быть неограничена. Но так ли это? Я приводил пример с расслоением легких и тяжелых газов. Броуновское движение и диффузия конечно есть, но и расслоение есть! Но, самое главное -- есть процессы поглощения-излучения энергии излучения. А так же сохранение энергии излучения в связанном состоянии в газах.

Не говорите ерунды. В МКТ никто "точками" атомы газа не считает. Их считают "шариками" имеющими конечные размеры, причем диаметры этих атомов существенно меньше, чем расстояния между атомами (длина свободного пробега). Этим газы отличаются от жидкостей, в которых атомы упакованы плотно. Соответственно, длина свободного пробега не может быть бесконечной, как это следует из Ваших рассуждений. Размеры атомов, явным образом учитываются в "теории реальных газов", на самом деле такой теории нет, но есть уравнения реальных газов и первое из них - уравнение Ван-дер-Ваальса. Но, отклонения от идеальных газов наблюдаются только вблизи точек фазовых переходов и при больших давлениях, когда атомы существенно сближаются, возрастает взаимодействия и атомы уже нельзя считать независимыми друг от друга.
При "нормальных условиях" размерами и взаимодействием атомов можно пренебречь, это экспериментальный факт. Многократно проверенный.

[Карандаш]

Если грубо ,то падение 1 кг воздуха с 50км высоты выделит 500кдж тепла.(М*Ж*аШ!) Буде  воздух падать с такой высоты в вакуме ,он нагрелся бы примерно на 500градусов.

В принципе, меня интересовал адиабатический расчет изменения температуры воздуха при изменении давления:
1. от соответствующего 50 км до поверхности Земли.
2. от соответствующего 25 км до поверхности Земли.
3. от соответствующего 10 км до поверхности Земли.

Но и Ваш потенциальный расчет показывает, что состояния газов на разных высотах больше приближены к изотермическим состояниям, чем к адиабатическим. При этом, отклонения от изотермических состояний наблюдаются на участках поглощения энергии излучения и на участках вертикальных перемещений воздуха, где присутствуют адиабатические отклонения.

Из этого можно сделать весьма интересный вывод -- климат на поверхности Земли зависит не только от интенсивности солнечной радиации (температурного градиента у поверхности Земли), но и от интенсивности и высоты вертикальных перемещений воздушных потоков в тропосфере. Следовательно, регулируя интенсивность и высоту перемещений воздушных потоков в тропосфере можно регулировать климат! Что вполне реально!

[Карандаш]

Не говорите ерунды. В МКТ никто "точками" атомы газа не считает.

Спасибо. Я действительно слишком утрирую.
 

Их считают "шариками" имеющими конечные размеры, причем диаметры этих атомов существенно меньше, чем расстояния между атомами (длина свободного пробега).   
При "нормальных условиях" размерами и взаимодействием атомов можно пренебречь, это экспериментальный факт. Многократно проверенный.

А ЧТО это за экспериментальный факт? Можно его в студию?

Я приведу другой факт, тоже экспериментальный -- любое тело имеющее температуру выше 0К излучает тепловую энергию, пропорционально T⁴! Можно тепловое излучение объяснить упругими ударами шариков? Сомневаюсь.

В соответствии с КМ излучение формируется при переходах электронов с верхних энергетических уровней на более нижние. Интенсивность излучения энергии зависит от давления -- с увеличением давления увеличивается, при снижении давления интенсивность излучения энергии уменьшается, при стремлении давления к 0 интенсивность излучения энергии тоже стремится к нулю. Зависимость интенсивности излучения энергии от давления свидетельствует, что интенсивность излучения тепловой энергии зависит от интенсивности неупругих ударов между атомами, следовательно, о наличии между атомами взаимодействий при ЛЮБЫХ температурах и давлениях, отличных от 0.

[Странник2]

Спасибо. Я действительно слишком утрирую.
 А ЧТО это за экспериментальный факт? Можно его в студию?

Придется искать. Быстро не получится.

Я приведу другой факт, тоже экспериментальный -- любое тело имеющее температуру выше 0К излучает тепловую энергию, пропорционально T⁴! Можно тепловое излучение объяснить упругими ударами шариков? Сомневаюсь.

С этим фактом спорить бесполезно. И с тем, что повышать излучение можно только неупругими ударами, тоже, наверное, никто не возражает. Но, есть одно НО. Если все удары только неупругие, то атомы газа очень быстро остановятся, потому, что вся энергия поступательного движения перейдет в излучение и атомы газа осыпяться как песок на дно сосуда.

[Карандаш]

Если речь идет про идеальный газ, то изменение его энтальпии в любом процессе равно C_p/\T. Т.к. температура газа при обратимом адиабатном процессе меняется, то и энтальпия меняется.

Энтальпия по определению -- это количество теплоты которую можно получить ОТ газа, то есть, сколько тепловой энергии может ОТДАТЬ газ.

В адиабатическом процессе не происходит передачи тепловой энергии с окружающим пространством ∆Q=0, следовательно ∆I=0.
Поэтому, лично для меня не понятно -- как можно говорить об изменении энтальпии? Ведь ∆Q=0 и никакого ∆I не происходит, никуда, никакой тепловой энергии не передаётся.

Для меня этот вопрос важен и принципиален.

[Вашкевич Виктор]

Энтальпия по определению -- это количество теплоты которую можно получить ОТ газа, то есть, сколько тепловой энергии может ОТДАТЬ газ.

В адиабатическом процессе не происходит передачи тепловой энергии с окружающим пространством ∆Q=0, следовательно ∆I=0.
Поэтому, лично для меня не понятно -- как можно говорить об изменении энтальпии? Ведь ∆Q=0 и никакого ∆I не происходит, никуда, никакой тепловой энергии не передаётся.

Для меня этот вопрос важен и принципиален.

Если вопрос важен и принципиален, посмотрите что собой представляет
основа термодинамики - "Размышления о движущей силе огня...." Карно.
Разве можно на средневековой ерунде строить какие-то важные выводы?