氣體溫度與氣體流速?

[司馬特 12]

在熱力學裡 氣體的溫度取決於氣體分子的速率

那如果我推動一坨空氣的話 空氣的速度加快 溫度就會上升

可是這跟日常生活似乎不符 不然電扇吹出來的應該會是熱風

不知道有誰可以替我解惑一下...

(假設一坨氣體:

初始條件: 溫度300K ,體積1L ,壓力1atm ,氣體類型:80%N2 20%O2

加速前 速度0m/s ,加速後 速度1m/s

,非絕熱系統 ,體積固定 ,不考慮阻力)

[k0185123 11]

在熱力學裡 氣體的溫度取決於氣體分子的速率

那如果我推動一坨空氣的話 空氣的速度加快 溫度就會上升

可是這跟日常生活似乎不符 不然電扇吹出來的應該會是熱風

不知道有誰可以替我解惑一下...

(假設一坨氣體:

初始條件: 溫度300K ,體積1L ,壓力1atm ,氣體類型:80%N2 20%O2

加速前 速度0m/s ,加速後 速度1m/s

,非絕熱系統 ,體積固定 ,不考慮阻力)

1.因為大部分的空氣是氮氣..所以試算常溫(300K)下的氮氣方均根速率..會發現大約500m/s

2.你感受到的風速是針對一群固定質量的氣體，在單位時間內行走的距離。無風表示風速為零，但空氣粒子仍以高速運動中。

3.颱風海燕的最高風速為87.5(m/s)=315(km/hr)；海王星上的風暴，風速可以高達555.55(m/s)=2000(km/hr)，比我們周圍的常溫氮氣方均根速率高了50m/s。假設吹著微風(蒲福氏風級=2kt，人面感覺有風，樹葉有微響，風向標轉動)，此時風速(定質量空氣的移動速率)約1.9~3.3(m/s)..所以，一般的風速並不會讓氣體溫度有顯著變化。

4.人體體溫約36-37度，剛才搜尋新聞，今年暑假夏日溫度似乎高達39.3度...平常人體體溫都比舒適室溫(25度C)還要高很多。因此，我們一直都將熱量傳給周圍的空氣。風的存在使得周圍空氣一直換新，我們將因持續給予"不是那麼高溫的"空氣熱量而感到冷。

5.衣服保暖的主要方式是抓住周圍的空氣，不讓那些較低溫的空氣跟我們身體周圍的空氣交換位置....

此內容已被編輯, November 25, 2013 ,由 k0185123

[司馬特 12]

當風速為零時 氣體分子就擁有約500m/s的速度了

那在風速不為零時 氣體分子的速度不用加上風速嗎?

如:海燕的風速87.5m/s 氣體分子的速度就是587.5m/s

如果是的話 那每增加1m/s風速 溫度就會上升約1.2度 變化還蠻顯著的

或是該用能量的觀點: 靜止氣團分子的動能+氣團的動能=流動氣團分子的動能?

此內容已被編輯, November 25, 2013 ,由 司馬特

[k0185123 11]

當風速為零時 氣體分子就擁有約500m/s的速度了

那在風速不為零時 氣體分子的速度不用加上風速嗎?

如:海燕的風速87.5m/s 氣體分子的速度就是587.5m/s

如果是的話 那每增加1m/s風速 溫度就會上升約1.2度 變化還蠻顯著的

或是該用能量的觀點: 靜止氣團分子的動能+氣團的動能=流動氣團分子的動能?

恩，同意，不然騎車時觀察特定區域內的空氣溫度，會得到不固定值....，一下高溫一下低溫。

也許我應該這麼說：

1.根據氣體動力論與PV=nRT的推導，氣體溫度僅在質心座標系有意義，所以不論我提到的風速為何，那都不影響氣體溫度..

2.質心速度不為零的那團氣體就是所謂的風，風使人感到冷的原因仍然是剛才說的那樣..

3.我想你說的流動氣團分子動能是對的，只是那不能用來判斷氣體溫度...。

補充

一開始覺得這很奇妙..溫度的定義使得物體的溫度是絕對的，因為任何與物體質心有相對運動的觀察者都不可談該物體的溫度。我不確定這對不對，但總覺得這樣的想法可以解釋這些問題。

仔細想想PV=nRT，如果真的要測量一移動中的密閉容器內的氣體溫度，那麼該如何測量呢？

是把溫度計放在外面，跟密閉容器摩擦以測量溫度嗎？

還是把溫度計放裡面，不論密閉容器如何運動，都是如此測量且不被運動影響？

如果有需要，我們也可以把「在容器外部測量到的值」定義為另一種溫度，可是這種新溫度....可以拿來做什麼呢？（我不知道..）

僅供參考..

此內容已被編輯, November 26, 2013 ,由 k0185123