¿Cómo las moléculas de gas constantemente rebote, sin pérdida de energía?

Question

A partir de una pregunta relacionada (¿Cómo de gas a presión constante empuje?), me he preguntado esto: ¿Cómo las moléculas de gas constantemente rebotan entre sí, sin pérdida de energía?

Si dejas caer una pelota, rebota un montón de veces, pero la altura de cada rebote se vuelve más corto y más corto. Porque se pierde energía en cada rebote.

Así que no veo la manera de un gas a presión no perder energía. Como yo lo entiendo, la presión es una manifestación de un montón de moléculas rebotando de uno a otro. A lo largo del tiempo, no el de la caída de presión a medida que las moléculas pierden velocidad? y, finalmente, todas las moléculas que se asentará en un montón en el suelo.

Creo que otra manera de expresar esto es, ¿cómo las colisiones elásticas de no perder energía en el intercambio? Mi comprensión de la 2ª ley de la termodinámica es que la energía siempre está "perdido" cuando se convierte de una forma a otra, o se transfiere de un objeto a otro. I. e., no hay transferencia, conversión de energía es 100% eficiente.

Answer 1

Como los comentarios a la pregunta que han declarado, en el real de los gases ( en contraste con el ideal de los gases que acaba de rebotar alrededor de elásticamente) existen elástica e inelástica scatterings controlada por la mecánica cuántica de las interacciones.

Los fotones generados lleva a lo que llamamos la radiación del Cuerpo Negro y un aislado de volumen de gas perderá energía de acuerdo a las Stephan Boltzmann de la ley.

la ley de Stefan–Boltzmann establece que la energía total radiada por unidad de área de superficie de un cuerpo negro a través de todas las longitudes de onda por unidad de tiempo (también conocido como el negro-cuerpo de la exitancia radiante o emisión de energía), es directamente proporcional a la cuarta potencia del cuerpo negro a la temperatura termodinámica T:

Así, el gas no pierde la energía si la temperatura de la materia que lo rodea es menor.

En respuesta a

Creo que otra manera de expresar esto es, ¿cómo las colisiones elásticas de no perder energía en el intercambio

Elástica significa una interacción de dos partículas, donde el antes y el después , la energía cinética se conserva. Si uno asume que sólo las energías cinéticas existe para este dispersión ( como en el del gas ideal), entonces la energía se conserva, porque lo que una partícula pierde el otro ganancias . Si hay otras formas de energía que pueden contribuir a las dos de interacción de partículas, entonces es la energía total que se conserva. Con las bolas de billar clásico de fricción tiene que ser tomado en cuenta con el balance de energía, la misma con la pelota que rebota, y la energía cinética dejar de ser la energía total del sistema. Para las partículas en un gas es la mecánica cuántica marco, descrito anteriormente.

Answer 2

El más simple posible respuesta es que en un sistema cerrado, el más bajo de entropía de estado es un lugar donde la temperatura es (estadísticamente) uniforme.

Answer 3

Cuando la pelota rebota más bajo de cada tiempo, pierde energía cinética. Este es un resultado de la fricción interna - la energía cinética es convertida a calentamiento interno.

Cuando dos átomos de rebotar en cada uno de los otros inelastically, ¿de dónde viene la energía? Puedo pensar en dos mecanismos.

El primero es el de la calefacción. En ese caso, uno de los átomos deben obtener la energía, debido a que es como "calor" se almacena en una sustancia...

El otro mecanismo sería la radiación electromagnética. Algo de eso ocurre - es la radiación del cuerpo negro, como se explica en Anna V de la respuesta. Esta radiación interactúa con las paredes del recipiente - si las paredes están a la misma temperatura que el gas, una misma cantidad de radiación que se va a volver como fue emitida, y los dos permanecen en equilibrio térmico (en otras palabras, otro de los fotones en algún otro lugar va a llevar la energía en el gas). Si las paredes no están a la misma temperatura, entonces la temperatura del gas que se va a cambiar con el tiempo debido a la interacción entre las paredes y el gas de los dos tiende hacia el equilibrio.

En conclusión, no hay lugar para la energía "perdida". Y por lo que no es...