«Пардон! Но об олухах писали именно вы! Вы заявили, что Гей-Люссак и Джоуль олухи, раз они не увидели охлаждения газа в В. Слава богу, что теперь с помощью интернета вы с няли с них это обвинение.»
Как Вы все любите передергивать. Согласно Сивухину, Гей-Люссак наблюдал разницу температур, из хотя из этого, на мой взгляд, было бы странно если бы он не заметил разницу температур от того как сильно он открывает кран, которая должна была бы быть, из ходя из моего понимания Вашей логики.
Цитата
Варкад пишет:
В. Гей-Люссак.... экспериментировал он не с баллонами, а с ящиком с перегородками,...Нет краника,
«Не играет роли.»
А на мой взгляд это принципиально меняет условие теплообмена, между объемом А и В.
«С двумя перегородками я не понял, достаточно одной, разделяющей сосуды (ящики) А и В.»
Для большей эквивалентности двух случаев. Если пренебречь конструктивными различаем между перегородкой и поршнем, то начальное и конечное состояние в обоих случаях можно считать одинаковыми.
«Важно понимать, что это принципиально физически разные случаи».
На мой взгляд, Вы не правы и похоже это основной вопрос нашего взаимного непонимания, вот поэтому я и привел эту задачку.
«Считаем удар молекулы о стенку абсолютно упругим. Тогда удар о неподвижную стенку сосуда не меняет кинетическую энергию. А вот при ударе об удаляющийся (расширение!) поршень кинетическая энергия молекулы уменьшится. Это и есть работа газа при расширении. При этом температура газа уменьшается...»
Прекрасно, для полноты я продолжу; ...в баллоне А , а в баллоне В увеличится за счет работы сжатия. Причем, если считать поршень невесомым и пренебречь трением, теплообменном и всякими другими потерями ввиде генерации звуковых волн, испускания теплового излучения и т.п., то количества тепла и холода будет одинаково, т.е. общие количество тепла не изменится и если газ перемешать, то температура до и после будет одинаковой. Интересно отметить, что при таких условиях, работа одного объема газа совершается исключительно над другим объемом газа и исключительная роль перегородки, на мой взгляд, уже становиться сомнительной.
«При открытии перегородки идеальный газ заполняет часть В не теряя своей кин. энергии. Ведь взаимодействия и движущихся стенок нет. Поэтому идеальный газ НЕ ОХЛАЖДАЕТСЯ.»
Но вот и добрались до сути темы.
«Ну, так кто может обнаружить в условиях данного опыта конкретные причины, заставляющие в соответствии с МКТ изменять у молекул газа их скорости?»
Да действительно движущихся стенок нет, но есть область где есть градиент давления, в этой области в зависимости от направления движения молекулы, меняется соотношение вероятностей лобовых столкновений и столкновений когда одна молекула догоняют другую. Поэтому, если в сторону сосуда В полетела холодная молекула, то при наличии соответствующего градиента, с большей вероятностью ее догонять другие молекулы, подтолкнуть и придадут ей дополнительный импульс, а сами уже с более медленной скоростью полетят в обратную сторону. То есть происходит селекция по скорости в зависимости от направления движения в области градиента давления.
Если это область находится в буферной зоне, например в пористой перегородки, то тепло от работы сжатия и холод от расширения передается тут же этой перегородки и как бы перемешиваясь компенсируют друг друга. Если две камеры с разным давлением перегорожены широкой перегородкой, то после того как перегородка будет убрана, то тепло и холод соответствующие работе сжатию и расширению будут произведены, но тут же перемешаются и из-за этого их трудно зарегистрировать. Если два баллона соединены на прямую достаточно узким цилиндром, чтобы достаточно уменьшить теплообмен между А и В с одной стороны, но не так чтобы это сильно увеличило трение и теплообмен между газом и стенками цилиндра, то, практически разница температур в случаи с поршнем и в случае с перегородкой не будет ИМХО.
"Проблема в том, что в школе рассматривается только ИДЕАЛЬНЫЙ газ и соответственно только первый случай совершения работы. Поэтому у школьников создается впечатление что другого нет. "
Нам бы с идеальным бы газом разобраться.
На мой взгляд, если школьникам и пояснять этот эффект то, для начало, лучше через Бернулли. Если трения в цилиндре нет, разности давления в цилиндре тоже нет, области перепада давления находятся перед и после входного и выходного отверстия соответственно. Перед входным отверстием в баллоне А работа расширения уходит на создания направленного движения газа в трубе-цилиндре (динамическая составляющая кинетической энергии газа). В баллоне В это динамическая составляющая совершает работу сжатии, которая и переходит в тепло.