Hvad sker der med molekylerne af fanget gas, når dens højde i røret bliver nul?

Scenariet

Det lyder som om du beskriver et scenarie, hvor en gas er fanget i et rør, og røret komprimeres, hvilket får højden på gassøjlen til at falde. Når højden går til nul, går gassens volumen også til nul.

Problemet

Du kan ikke rigtig få højden på en gas til nul i et rør. Her er hvorfor:

* molekylær størrelse: Gasmolekyler har en lille, men reel størrelse. Selv hvis røret er meget tyndt, kan du ikke komprimere gassen til et punkt, hvor molekylerne bogstaveligt talt berører hinanden uden plads mellem dem.

* kinetisk energi: Gasmolekyler er konstant i bevægelse. De kolliderer med hinanden og containerens vægge. Denne kinetiske energi forhindrer dem i at blive presset ind i en helt solid tilstand.

hvad sker der

Når du komprimerer gassen, sker disse ting:

* Øget pres: Molekylerne tvinges tættere sammen, hvilket øger antallet af kollisioner med containervæggene. Dette resulterer i en markant stigning i trykket.

* Varmeproduktion: Kollisionerne mellem molekyler genererer varme. Hvis komprimeringen er hurtig, kan gassen blive meget varm.

* faseændring: Afhængigt af gastypen og forholdene kan gassen på et tidspunkt gennemgå en faseændring. For eksempel kan det kondensere til en væske eller endda størkne, hvis trykket er højt nok.

grænsen

Gassen kan komprimeres til et ekstremt lille volumen, men den vil aldrig nå nulvolumen. Til sidst vil presset blive så højt, at det sandsynligvis vil sprænge beholderen, der holder gassen.

Nøglepunkt

Begrebet gaskomprimering hjælper os med at forstå, hvordan pres og volumen er relateret (Boyle's lov). I applikationer i den virkelige verden kan vi imidlertid faktisk ikke komprimere en gas til nulvolumen på grund af de grundlæggende egenskaber ved stof.