سوال ترمودینامیکی!

[persian_sky]

با سلام و خسته نباشید خدمت دوستان و اساتید عزیز

رشته ی تحصیلی من مربوط به ترمودینامیک نمیشه بنابراین یک سوال دارم که هر چند

ممکنه از نظر دوستان ساده باشه ولی برای من اهمیت زیادی داره لطفا اگه امکان داره در

پاسخ به این سوال منو کمک کنید.

سوالم رو با یک مثال شروع می کنم. فرض کنید دو عدد فشنگ در اختیار داریم. یکی از

فشنگ ها رو در اسلحه قرار میدیم و شلیک می کنیم و یکی از اونها رو باروتش رو خالی می

کنیم و آتش می زنیم.

سوال من اینه:

1- آیا مقدار گرمای تولید شده از این دو فشنگ یکسانه؟

2- در صورتیکه جواب مثبت باشه کار بدست اومده از فشنگ شلیک شده از کجا بدست

اومده؟و درصورتیکه جواب منفی باشه، آیا در صورت برخورد گلوله با یک سطح مثلا چوبی ،

گرمای حاصل از اصطکاک (منهای اصطکاک هوا) باضافه ی گرمای حاصل از انفجار باروت با

گرمای حاصل از اون یکی فشنگ که باروتش رو آتش زدیم برابره؟


ممنون میشم جواب بدید!

 

[milad85me]

مقدار انرژی حرارتی ناشی از سوخت مقدار مشخصی از باروت در شرایط اولیه ی یکسان مقداری مشخص و ثابت است و بستگی به نوع فرآیند ندارد .
زمانی که مقداری باروت را می سوزانیم ، محصولات احتراق تنها باعث افزایش دمای محیط می شوند.
زمانی که همان مقدار باروت در فشنگ منفجر می شود همان مقدار انرژی حرارتی تولید میشود اما این انرژی حرارتی علاوه بر افزایش دمای محیط سبب حرکت گلوله می شود یعنی بر اثر انفجار بخشی از این انرژی حرارتی تبدیل به انرژی جنبشی در گلوله می شود و بخشی دیگر سبب افزایش دمای آن ، حال طبق بقای انرژی گلوله میتواند انرژی جنبشی خود را به نوع دیگری از انرژی تبدیل کند مثلا بر اثر برخورد با جسم دیگری انرژی جنبشی آن باز در قالب تلفات حرارتی ظاهر شود .
بنابراین کل انرژی ناشی از احتراق در دو حالت مقداری است یکسان و این انرژی می تواند به انواع دیگری از انرژی تبدیل شود(در حالت دوم انرژی جنبشی گلوله)

 

[persian_sky]

مقدار انرژی حرارتی ناشی از سوخت مقدار مشخصی از باروت در شرایط اولیه ی یکسان مقداری مشخص و ثابت است و بستگی به نوع فرآیند ندارد .
زمانی که مقداری باروت را می سوزانیم ، محصولات احتراق تنها باعث افزایش دمای محیط می شوند.
زمانی که همان مقدار باروت در فشنگ منفجر می شود همان مقدار انرژی حرارتی تولید میشود اما این انرژی حرارتی علاوه بر افزایش دمای محیط سبب حرکت گلوله می شود یعنی بر اثر انفجار بخشی از این انرژی حرارتی تبدیل به انرژی جنبشی در گلوله می شود و بخشی دیگر سبب افزایش دمای آن ، حال طبق بقای انرژی گلوله میتواند انرژی جنبشی خود را به نوع دیگری از انرژی تبدیل کند مثلا بر اثر برخورد با جسم دیگری انرژی جنبشی آن باز در قالب تلفات حرارتی ظاهر شود .
بنابراین کل انرژی ناشی از احتراق در دو حالت مقداری است یکسان و این انرژی می تواند به انواع دیگری از انرژی تبدیل شود(در حالت دوم انرژی جنبشی گلوله)

از پاسخ شما سپاسگزارم دوست عزیز
پس ما میتونیم نتیجه بگیریم گلوله ای که شلیک شده نسبت به گلوله ای که شلیک نشده گرمای کمتری به محیط میده درسته؟ (سوای انرژی جنبشی که میتونه به گرما تبدیل بشه)

 

[milad85me]

خواهش می کنم.
درسته.

 

[iran-eng1]

مقدار انرژی حرارتی ناشی از سوخت مقدار مشخصی از باروت در شرایط اولیه ی یکسان مقداری مشخص و ثابت است و بستگی به نوع فرآیند ندارد .
زمانی که مقداری باروت را می سوزانیم ، محصولات احتراق تنها باعث افزایش دمای محیط می شوند.
زمانی که همان مقدار باروت در فشنگ منفجر می شود همان مقدار انرژی حرارتی تولید میشود اما این انرژی حرارتی علاوه بر افزایش دمای محیط سبب حرکت گلوله می شود یعنی بر اثر انفجار بخشی از این انرژی حرارتی تبدیل به انرژی جنبشی در گلوله می شود و بخشی دیگر سبب افزایش دمای آن ، حال طبق بقای انرژی گلوله میتواند انرژی جنبشی خود را به نوع دیگری از انرژی تبدیل کند مثلا بر اثر برخورد با جسم دیگری انرژی جنبشی آن باز در قالب تلفات حرارتی ظاهر شود .
بنابراین کل انرژی ناشی از احتراق در دو حالت مقداری است یکسان و این انرژی می تواند به انواع دیگری از انرژی تبدیل شود(در حالت دوم انرژی جنبشی گلوله)

میلاد جان به نظر شما وقتی باروت در فشار اتمسفر بسوزه کرمای کمتری تولید نمیکنه نسبت به وقتی که احتراق باروت در فضای بسته ی پشت فشنگ صورت بگیره؟ به علت این احتراق فشار در این محفظه بسته پشت فشنگ بالا میره و دما با فشار نسبت مستقیم داره پس دما هم بالا تر میره تا جایی این افزایش دما ادامه داره که مدام داره فشار بالا میره و این افزایش فشار تا جایی ادامه داره که به نیروی گیره فشنگ درون پوکه غلبه کنه وفشنگ رو به بیرون برونه با یه مثال ساده تر منظورم رو میگم
مقداری ثابت از بنزین رو در نظر بگیر اگه این مقدار با توجه به سیکل اتو درون سیلندر موتور رر فشار بالادر حجم ثابت بسوزه دماش بیشتره یا در فضای آزاد و فشار اتمسفر؟ قطعا در موتور خودرو دماش بیشتره(ولی چی؟ مقداری از این گرما به کار تبدیل شده)
اما این رو قبول دارم که گلوله ی شلیک شده کمتر از باروتی که در محیط آزاد میسوزه حرارت به محیط اطراف منتقل میکنه(بعضی از حرفات درسته)
در ضمن اینجا شرایط احتراق باروت یکسان نیست
سوال دوست عزیزم از لحاظ ترمودینامیکی یه جورای نکته ی انحرافی داره

اگر دوتا فشنگ رو با هم مقایسه کنیم فشنگی که شلیک شده دمای بیشتری داره و فشنگی که شلیک نشده باروتش خالی شده و باروتش رو تو فضای آزاد سوزوندن
دمایی بهش منتقل نشده و هم دمای محیطه ولی اگر فشنگ شلیک شده رو با باروتی که در فضای آزاد سوزانده شده در نظر بگیریم خوب باروت به محیط دمای بیشتری میده تا فشنگ شلیک شده

 

[usef.key]

این سوال کامل ترمودینامیکی نیست
گرمای داده شده به محیط با هم برابر نیست.
و نمیتونه با هم برابر باشه.
چون وقتی فشنگ داره حرکت میکنه به علت جریان توربولانس(آشفته) پدیده جدایش seperation در زاویه ی مختلفی ایجاد میشه و باعث میشه که فشار پشت گلوله به شدت زیاد شه.
خب دما با فشار رابطه مستقیم داره
در ضمن نیروی درگ باد حالا فشاری یا اصطکاکی نیز باعث تولید گرما میشه.