هل من الممكن، بطريقة بسيطة، تقليل كمية الغاز المتسرب من زجاجة الكولا؟
أثناء إغلاق الزجاجة، يكون الغاز الموجود داخل السائل في حالة توازن مع الغاز الموجود في الزجاجة.التوازن لا يعني عدم وجود غازات تخرج من السائل، ولكن كمية الغاز الخارجة تساوي تمامًا الكمية التي تدخل مرة أخرى. ويمكن فهم ذلك إذا رأيت نظام السائل والغاز كنظام واحد كبير. لا يوجد سبب لوجود المزيد من الغاز في الطور الغازي مقارنة بالسائل. ستكون هذه الحالة غير مستقرة من الناحية الديناميكية الحرارية. ولهذا السبب ستتم مقارنة التركيزات عن طريق تنفيس الغاز في الهواء. يوضح القانون الثاني للديناميكا الحرارية أن كل نظام يسعى إلى زيادة مستوى الإنتروبيا الخاص به، أو تقليل مقدار النظام فيه. تحدد كثافة الغاز الكبيرة في مكان ما في النظام وكثافة الغاز الصغيرة في مكان آخر حالة من النظام المفرط. عن طريق خلط الغاز بشكل متجانس، يتم معادلة التركيز. وعندما نفتح الزجاجة يختل هذا التوازن، وتعود إلى حالة التوازن بعد إغلاق الغطاء مرة ثانية لاحقاً. ومع ذلك، أثناء القيام بذلك، تكون كمية من الغاز قد غادرت الزجاجة بالفعل. وبالتالي، تبقى كمية ثاني أكسيد الكربون في الطور الغازي كما هي (في نهاية التوازن). من خلال تقليص الزجاجة، نقوم بتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون التي يمكن أن تترك السائل (بسبب نقص المساحة المادية)، ولكن مع خروج الغاز من السائل، فإن ضغطه سوف ينفخ جوانب الزجاجة تدريجيًا ويزيد عودته تدريجيًا. في الواقع، لقد حققنا الهدف المعاكس: في الحالة الأولية المستقرة، يحتوي الضغط فوق السائل على جزيئات الهواء وثاني أكسيد الكربون. إذا قمنا بضخ الهواء في الدفعة الأولية، فإن الضغط بأكمله (في النهاية) سيكون 100 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون، لذا فقد سمحنا بالفعل بخروج المزيد من الغاز مما كان سيحدث لو لم نتدخل في العملية.
لذلك، إذا أردنا تقليل هروب الغازات، فسيتعين علينا نقل المشروب بعناية إلى زجاجة أصغر، أو الاستمرار في إبقاء جوانب الزجاجة مضغوطة.
كلمة أخيرة حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية. يعتقد الكثيرون أن هذا نوع من المرسوم من السماء، مثل العديد من القوانين الأخرى. ستكون القوة دائمًا مساوية لحاصل ضرب الكتلة في التسارع. ومع ذلك، فإن القانون الثاني ليس تعسفيًا على الإطلاق، بل هو احتمالي فقط. هناك احتمال حقيقي أن تتركز كل رائحة العطر الذي نضعه في أحد أركان الغرفة ولا تبتعد. لا يوجد قانون ينص على مقارنة التركيزات، كما لا يوجد قانون ينص على أنه بعد ستة ملايين رمية نرد سيظهر الرقم خمسة مليون مرة. الاحتمال وحده هو الذي يحدد ذلك.
تعليقات 7
الرد على ايال:
عن ماذا تذكر هذا؟
أليس من الأسهل الادعاء بأنه ستكون هناك مقارنة لتركيزات الغاز بين السائل والهواء؟
الجواب ليس من مجال الديناميكا الحرارية. تعرف الغازات كيفية التحرك عبر الشقوق بسبب حجم جزيئاتها. لن يكون من السهل على السائل المرور عبر مسارات السدادة. الجزيئات أكبر والاحتكاك أكبر. وفي الواقع، كما يعلم كل من جرح وسقطت منه قطرة من الدم من الحلاقة، فإنه بمجرد خروج القطرة الأولى، تتوقف القطرة الثانية عن الخروج. يحدث هذا بسبب حقيقة أن القطرة الأولى يجب أن تدفع القطرة الأولى إلى الخارج، لكن القطرة الأولى لم تعد تحت الضغط لأنها كانت في الخارج بالفعل.
الشيء نفسه ينطبق على الحلاقة. إذا مسحت الجرح سيخرج المزيد من الدم. اترك القطرة حتى تجف أو تتخثر المواد المخثرة
أتساءل عن مدى حقك في هذا..
فقاعة الغاز في حالة الفلين التي لا تغلق بإحكام ستكون من نفس الضغط الجزئي سواء كان الفلين ملامسًا للغاز أو السائل. لذلك، يبدو لي بديهيًا أن خروج الغاز سيكون هو نفسه إذا كان هناك مثل هذا الهروب، إذا تم وضع الزجاجة على جانبها.
هل هناك أي نوع من الحقيقة في كلامي؟ أليست الغازات تتدفق بشكل أفضل في وسط سائل؟
* *أيقونة مشوشة* *
ما تقوله صحيح تماما. وتبرز نقطة أخرى صحيحة من كلامك، وهي أننا إذا قمنا بتخزين الزجاجة مستلقية، فإن الغازات التي تميل بشكل طبيعي إلى الارتفاع في السائل، ستبقى في منتصف الزجاجة ولن تسعى جاهدة للوصول إلى منطقة الفلين.
ومن الجدير بالذكر أنه يجب وضع زجاجة المشروبات الغازية على جانبها، حتى يلامس السائل الغطاء ويمنع خروج الغازات. (بالنسبة للغاز فمن الأسهل أن يتم غليه عبر الفلين).
يتم أيضًا وضع زجاجة من النبيذ على الجانب، ولكن هذا للحفاظ على رطوبة الفلين حتى لا يجف ويدخل الأكسجين إلى الداخل ويؤكسد النبيذ.
هذا القسم الجديد عظيم!
أحسنت وشكرا جزيلا لك.
عامي