450 м/с для пневматики

http://supergun.webzone.ru/pnevmatik/14.html

Статья занятная и интересная. Только вот я не слышал про "барьер в 450 м/с для пневматики". Может кто-то поделится информацией?

Это просто.
Барьер возникает из-за скорости звука.
скорость истечения газа через цилиндрический канал в вакуум равна скорости звука в таком газе. То есть в холостую когда стреляешь - газ течет со скоростью звука через ствол, а когда пулей, то медленнее, ведь пуля имеет массу, трение по стенкам ствола и прочая ерунда...
Для идеального газа скорость звука не зависит от давления, а зависит только от температуры. В реальном газе при больших давлениях (200-300-500 атмосфер) скорость газа увеличивается но не сильно. Это позволяет закидывать пули на скорость больше чем 330 м/с (скорость звука в воздухе при атмосферном давлении)

SwD
[b] Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии?
ГХМ. Так и хочется задать вопрос, но лучше промолчу. Я же русским языком написал, что давление упадет больше, чем вдвое. Соответственно, общее состояние P*V/T останется тем же.
Так, для воздуха, давление упадет в 0.5 ^ 1.4 раза.
И температура соответственно из P*V/T.
[/B]

Однако, как пишут в учебниках физики, "внутренняя энергия системы характеризуется ее температурой". И только. Изменилась энергия - изменилась температура, и наоборот. А формулы имеют ограниченную область применения - не надо об этом забывать.
А ответ на вопрос "куда делась энергия" - "я же русским языком написал", ясности не привносит. Если газ охладился, значит что-то нагрелось. Но что? (заглядывает в недоумении под стол).
Резервуар-то остался при прежней температуре.

Суперковарный вопрос позже разберем (я оценил его коварство) :-)))

OxOTHuK
Это просто.
Барьер возникает из-за скорости звука.
скорость истечения газа через цилиндрический канал в вакуум равна скорости звука в таком газе. То есть в холостую когда стреляешь - газ течет со скоростью звука через ствол, а когда пулей, то медленнее, ведь пуля имеет массу, трение по стенкам ствола и прочая ерунда...
Для идеального газа скорость звука не зависит от давления, а зависит только от температуры. В реальном газе при больших давлениях (200-300-500 атмосфер) скорость газа увеличивается но не сильно. Это позволяет закидывать пули на скорость больше чем 330 м/с (скорость звука в воздухе при атмосферном давлении)

А почему тогда в огнестреле скорость вылета пули 600 м/с (АК) до 1500 м/с (12,5мм снайперские винтовки). Продукты горения пороха - такой же газ, температура его не очень высокая. В нем тоже есть скорость распостранения звука, однако скорость вылета пули значительно ее превышает. По идее если очень быстро и резко повысить давление и по мере прохода пули по стволу продолжать его повышать (читай - поршень бьет очень резко, пуля начинает двигаться когда поршень находится на середине цилиндра и вылетает из ствола когда поршень доходит до конца цилиндра). Тут главное длинный ствол и широкий цилиндр и очень мощная пружина.

OxOTHuK
Это просто.
Барьер возникает из-за скорости звука.
скорость истечения газа через цилиндрический канал в вакуум равна скорости звука в таком газе.

При каком давлении газа?
Далее сам пишешь

OxOTHuK
(скорость звука в воздухе при атмосферном давлении)

АТМОСФЕРНОМ. В пневматике ни о каком атмосферном давлении в момент выстрела (читай разгона пули) и речи быть не может (иначе пуля не полетела бы вообще). В теории, можно разогнать пульку и до больших скоростей, на практике тоже (см. статью).
Меня другое интересует: что это за цифра 450 м/с ?
Константа или пик современного (!) развития пневматического оружия.

Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии?
ГХМ. Так и хочется задать вопрос, но лучше промолчу. Я же русским языком написал, что давление упадет больше, чем вдвое. Соответственно, общее состояние P*V/T останется тем же.

1. В реальном газе скорость звука начинает зависеть от давления (а точнее от плотности), когда расстояние между молекулами газа начинает быть сопоставимым с размером самих молекул.
2. Температура горения пироксилинового пороха в замкнутом объеме, если не ошибаюсь, может зашкаливать за пару тысяч градусов. Скорость движения молекул газа, соответственно, возрастает раза в 2-3. Это уже не говоря о том, что плотность продуктов горения близка к 1 и (см. п.1) скорость звука возрастает нелинейно к давлению.

Cyberdrill
А почему тогда в огнестреле скорость вылета пули 600 м/с

[QUOTE]Originally posted by OxOTHuK:
То есть в холостую когда стреляешь - газ течет со скоростью звука через ствол, ...
Для идеального газа скорость звука не зависит от давления, а зависит только от температуры. В реальном газе при больших давлениях (200-300-500 атмосфер) скорость газа увеличивается но не сильно.
А как объяснить 290 м/с пласмассой и более высокие скорости для CO2? 😛
Есть мнение, что установившаяся скорость потока и скорость движения фронта при открывшемся клапане - несколько разные вещи..

Cyberdrill

А почему тогда в огнестреле скорость вылета пули 600 м/с (АК) до 1500 м/с (12,5мм снайперские винтовки). Продукты горения пороха - такой же газ, температура его не очень высокая.

Sadko
При каком давлении газа?
Далее сам пишешь

Sadko
АТМОСФЕРНОМ.

Sadko
В теории, можно разогнать пульку и до больших скоростей, на практике тоже (см. статью).
Меня другое интересует: что это за цифра 450 м/с ?
Константа или пик современного (!) развития пневматического оружия.

Цитировано из статьи
Кроме того пока не касаясь проблем баллистики крупнокалиберного пневматического оружия можно уже с известной долей уверенности предполагать, что барьер в 400м/с не предел для пуль кал. 4,5мм оружия 'холодного газа'. Решению этой проблемы в настоящее время препятствует только отсутствие источника давления выше 250 бар.

Kirdyk
И еще забыл написать: к примеру скорость распространения продуктов термического разложения при взрыве тротила - 6-7 км/сек

SwD
А как объяснить 290 м/с пласмассой и более высокие скорости для CO2? 😛
Есть мнение, что установившаяся скорость потока и скорость движения фронта при открывшемся клапане - несколько разные вещи..

2 OxOTHuK:
Тэк-с. Спокойствие, только спокойствие 😊
Не от тупости, а токмо от жажды знаний (альма-матер матмех подзабылся уже).
В теории, коли давление зависит от температуры газа, устанавливаем на дно цилиндра пьезоэлемент (типа как в зажигалках), поршень сжимает воздух (я противник дизель-эффекта с применением масла и пр. горючих жидкостей), доходит до стенки, давит на пьезо, температура сжатого воздуха повышается -> повышается давление -> скорость пули выше. Так?

Ну по сути так.
Неважно что именно будет греть воздух или СО2 - искра от пьезоэлемента или энергия сгорания масла, важно количество энергии и стабильность этого количества.
Если применять такую схему в ППП - возникают трудности с моментом определения оптимального момента поджига, но думаю, что если выводить отлаживать каждый отдельный агрегат, то проблема решаема. например поршень проходя некоторую точку будет сам воздействовать на пьезу. Но при такой искре пары масла которые не воспламеняются от дизель-эффекта (не хватило им давления для поджига) - будут воспламеняться от искры.
Аналогия - Обычный дизель и обычный ДВС с искровым зажиганием. Проблема дизеля встанет в более ярком свете.

OxOTHuK
Спасибо за менее эмоциональные пояснения, чем я тут напостил. Главное по делу, а не сопли.
Тротил - это уже детонация, там процессы более другие чтоли, физически напоминает смесь взрыва и ударной волны от пролетающего сверхзвукового самолета. Ударная волна, в которую поступает энергия от горения тротила.

Продуктом горения тротила так же является и сажа. Это твёрдое в-во и оно сосдаст некую поправку к вашей теории не в пользу тротила.

Вот юмористы 😀, увидел - обхохотался.
Вообще при чем в скорости пули скорость звука? Пулю что, прапорщик разгоняет громкой командой "лететь"!??

ИМХО, скорость пули и скорость звука никак не взаимосвязаны. Все что угодно - сила трения, давление и т.д., но не скорость звука в данных условиях.

Замечательно. Вот только одна закавыка - чем определяется температура одной (отдельно взятой) молекулы? Молекула имеет такую характеристику по определению (в отличие от давления и объема).
После достижения согласия по этому пункту вернемся к вопросу кто же идиот - результат возможно порадует.

Koner
йПЕОЙН бШ БЯЕ РСР ГЮАСПХКХЯЭ Б НАЯСФДЕМХЕ ДНОСЯРХЛШУ ЯЙНПНЯРЕИ! ъ РНФЕ УНВС БМЕЯРХ

Undeads
Вот юмористы 😀, увидел - обхохотался.
Вообще при чем в скорости пули скорость звука? Пулю что, прапорщик разгоняет громкой командой "лететь"!??

ИМХО, скорость пули и скорость звука никак не взаимосвязаны. Все что угодно - сила трения, давление и т.д., но не скорость звука в данных условиях.

"Мине тоже с Вас смешно" (с)
Если представить газ, чему учит нас школьная физика, как набор маленьких шариков, хаотично движущихся со скоростью V, то до какой скорости они могут разогнать поршень цилиндра, коим является пуля?
Подсказка: пользоваться законами сохранения энергии и импульса. Длину цилиндра можно принять бесконечной.

Kirdyk
Если представить газ, чему учит нас школьная физика, как набор маленьких шариков, хаотично движущихся со скоростью V, то до какой скорости они могут разогнать поршень цилиндра, коим является пуля?

Все равно скорость звука и скорость пули не связаны, просто изменение внешних условий может оказывать примерно одинаковое воздействие как на скорость звука, так и на скорость пули, но не более того. Тем более и из пневматики пули на сверхзвук уходят легко (пример - в D350 колпачек - уходит на сверхзвук)

Ну, перед таким уровнем знаний я умолкаю. Конечно, скорость звука при давлении в сотню атмосфер равна скорости при атмосферном. А все молекулы газа, попадая в ствол, сразу начинают двигаться строго синхронно (а то иначе отчего же пуля движется?).
Это посильнее Фауста Гете будет. Еще один шаг - и изобретение вечного двигателя на основе РСР (русский Левша опроверг второе начало термодинамики).

Undeads
Если каждая молекула движетя ХАОТИЧНО со скоростью V - то не до какой, чтобы разогнать - надо им четкое направление дать, а так они сами по себе в своем объеме и будут двигаться...

Еще забыл спросить - а кто им это "четкое направление" дает? Вот бы познакомиться, я бы его сразу на работу к себе взял ("Тебе же, Сухов, цены нет - ты же один взвода, а то и роты стоишь!" (с))

Kirdyk
Это посильнее Фауста Гете будет. Еще один шаг - и изобретение вечного двигателя на основе РСР (русский Левша опроверг второе начало термодинамики).

Хватит глумится, в твоей задачке не все начальные условия заданы...

Kirdyk
Еще забыл спросить - а кто им это "четкое направление" дает? Вот бы познакомиться, я бы его сразу на работу к себе взял

Возьми к себе на работу поршень :о), хоть он и не четкое направление им дает, а приблизительное

Kirdyk
Не совсем так. Газам (продуктам термического разложения) все равно, кто их "породил" - детонация или обычное горение. Они "не помнят своего родства", и скорость распространения продуктов что взрыва, что детонации при прочих равных условиях (!) одинакова.
Килограмм тротила при взрыве дает несколько сот литров газа. Если мы возьмем такое же количество, например, воздуха, сожмем его до плотности тротила, подогреем до температуры его взрыва и "отпустим" - он в первый момент тоже будет распространяться со скоростью в несколько километров в секунду.

Undeads
Вот юмористы 😀, увидел - обхохотался.
Вообще при чем в скорости пули скорость звука? Пулю что, прапорщик разгоняет громкой командой "лететь"!??

ИМХО, скорость пули и скорость звука никак не взаимосвязаны. Все что угодно - сила трения, давление и т.д., но не скорость звука в данных условиях.

OxOTHuK & Kirdyk считают меня глубоко необразованным.
Возьмем ситуацию с завышенными начальными цифрами например:
Имеем допустим PCP, с давлением на выходе около 1000 атм. (предположим нам удалось сделать такую винтовку), имеем допустим стандартную пулю типа КП 10.5.
А теперь раз вы такие умные, ответьте, на сколько нагреется газ, какова будет скорость звука в этом газе и какова будет скорость пули на выходе ? Я конечно понимаю, что не все данные тут представлены (там длина ствола, сила трения пули, объем выпущенного газа до отсечки), но хотя бы очень примерно - в разы газ нагреется или меньше, на сколько (или во сколько) скорость пули будет больше или меньше скорости звука ? И как имеено скорость звука (не газа) учавствует в формуле скорости пули ?

Образованный Undead почему-то считает, что газ нагреется... С чего бы это... Он сам зажигалкой будет резервуар подогревать? При открытии клапана газ течет через ствол и естесственно расширяется и при расширении ОХЛАЖДАЕТСЯ. Это физика 7-й класс.

Для справки:
Давление (максимальное) в стволе винтовки Мосина 3850кг\см2
Винтовка кал.5,6мм 1300кг\см2

OxOTHuK
Образованный Undead почему-то считает, что газ нагреется... С чего бы это... Он сам зажигалкой будет резервуар подогревать? При открытии клапана газ течет через ствол и естесственно расширяется и при расширении ОХЛАЖДАЕТСЯ. Это физика 7-й класс.

Ну да, я про газ не в резервуаре, а про газ в стволе между клапаном и пулей - он расширяется и охлаждается. В резервуаре он от естесственных причин успевает нагреваться, к тому же там давление падает порядка 1% за выстрел - типичные цифры 200 атм и 2 атм на выстрел.

OxOTHuK
Ну да, я про газ не в резервуаре, а про газ в стволе между клапаном и пулей - он расширяется и охлаждается. В резервуаре он от естесственных причин успевает нагреваться, к тому же там давление падает порядка 1% за выстрел - типичные цифры 200 атм и 2 атм на выстрел.

Ладно, поскольку на основной вопрос темы разобрали, можно сделать небольшой экскурс в область теории.
Случай 1. Рассмотрим два одинаковых по объему резервуара, разделенных перегородкой. В одном резервуаре вакуум, в другом - воздух при нормальной температуре и давлении 100 атм.
Теперь перегородку убираем и воздух заполняет второй резервуар. Вопрос: что произойдет с его температурой?
Общепринятое заблуждение состоит в том, что она понизится. На самом деле это не так. Чтобы температура понизилась, молекулы воздуха должны куда-то передать часть своего импульса (за счет чего снизится их скорость), а им его отдать некому - все стенки отражают их абсолютно упруго, не смещаясь ни на микрон. То есть, от расширения газа в другой резервуар суммарная кинетическая энергия молекул не изменяется.
Случай 2. Рассмотрим цилиндр диаметром 4.5 мм, внутри которого без трения движется поршнень и сжимает воздух до 100 атм.
Теперь поршень отпускаем. Нетрудно понять, что сжатый воздух начинает расширяться и поршень выталкивать.
Что происходит на молекулярном уровне - молекулы, ударяясь об поршень, передают ему часть своего импульса (поскольку поршень, в отличие от стенок, подвижен) и отражаются от поршня с уже меньшей, чем до соударения, скоростью. Температура расширяющегося газа понижается. Потом этот "припоршневой слой" соударяется с молекулами из "центральных областей резервуара", получает от них новую порцию энергии (нагревается), снова соударяется с поршнем, двигая его еще дальше (охлаждается) и т.д. пока поршень не вылетит из цилиндра. На сколько охладится газ легко посчитать из закона сохранения энергии.

OxOTHuK
Образованный Undead почему-то считает, что газ нагреется... С чего бы это... Он сам зажигалкой будет резервуар подогревать? При открытии клапана газ течет через ствол и естесственно расширяется и при расширении ОХЛАЖДАЕТСЯ. Это физика 7-й класс.

я ожидал от вас получить хоть какое либо доказательство или объяснение связи ограничения скорости пули и скорости звука. Не получил.

Kirdyk
Андиду что-то объяснять бессмысленно. Ему надо сначала рассмотреть модельный эксперимент с одной молекулой и подвижной пулей. Но он от гонора его рассматривать не хочет.

Никакого гонора, а вот у некоторого количества здешних обитателей его навалом. Вместо того, чтобы объяснить какие либо темы, в которых оппонент может и заблуждается (а может и нет), обосновать свое мнение без перехода на личности, люди обычно за отсутсвием аргументов лезут как всегда в склочные разборки, обзывательства, в общем как дети малые или бабы базарные, такое я здесь наблюдал уже не раз и опять похожее проклевывается.

Я лишь высказал свое мнение против того, что скорость пули в пневматике имеет ограничение, связанное со скоростью звука. Никто нормально и понятно мне здесь это опровергнуть не смог.

Undeads

Никакого гонора, а вот у некоторого количества здешних обитателей его навалом. Вместо того, чтобы объяснить какие либо темы, в которых оппонент может и заблуждается (а может и нет), обосновать свое мнение без перехода на личности, люди обычно за отсутсвием аргументов лезут как всегда в склочные разборки, обзывательства, в общем как дети малые или бабы базарные, такое я здесь наблюдал уже не раз и опять похожее проклевывается.

[b]Я лишь высказал свое мнение против того, что скорость пули в пневматике имеет ограничение, связанное со скоростью звука. Никто нормально и понятно мне здесь это опровергнуть не смог.

[/B]

Хорошо. Вот если гонора у Вас нет, то рассмотрите, пожалуйста предложенный модельный эксперимент с одной молекулой. Если Вам это удастся, Вы быть может увидите ошибку в своих утверждениях.
А исправлять недоработки Вашего школьного учителя физики - дело неблагодарное. Не знаю, как Охотник, но мне им заниматься не хочется.
Вы высказали свое мнение "против того, что скорость пули в пневматике имеет ограничение, связанное со скоростью звука", я и Охотник высказали свое мнение, что Вы физики не понимаете. Какие претензии?
Форум служит для обмена мнениями. Хотите, чтобы Вам объясняли, делайте то, о чем Вам говорят, а вставать в позу "вы мне все должны объяснить-разжевать-в рот положить" - конечно можно, но ИМХО бесперспективно. Поэтому возраайтесь к первому абзацу и вперед. Arbeit macht frei.

Извиняюсь, что встреваю в вашу непринужденную беседу.
Я к сожалению довольно давно отошел от разных газодинамических вопросов. Но рискну возразить, что скорость направленного потока газа может превышать скорость звука. Физических ограничений этому я не вижу, так как
1) Поток газа ускоряется неравномерно
2) Давление также распределено неравномерно
3) Среднеквадратичная скорость молекул однако выше скорости звука
4) Существует огромное число молекул со скоростью выше среднеквадратичной

Кроме того приходит на ум аналогия между выстрелом и работой теплового сопла, где газ разгоняется в трубе постоянного сечения до звуковой скорости с подводом теплоты, а после - до сверхзуковых скоростей - с отбором теплоты. При выстреле же газ совершает работу. Поэтому не совсем корректно сравнивать свободное расширение газа при взрыве или из сосуда в вакуум с разгоном тела, помещенного в цилиндрический длинный канал.

Если неправ - поправьте пожалуйста, а то я уже сам запутался.

1. Что скорость пули из пневматики ограничена скоростью звука
Не напрямую. Самого интересует вопрос, почему фронт давления в компрессионном и газобалонном оружии идет со скоростью выше скорости звука в газе. Даже на углекислотных давлениях. Объяснением тому может быть разве что это именно движение фронта с резко разным давлением с разных сторон - как если подбрасывать разжимающуюся пружину - один конец пружины будет двигаться быстрее.

Но несомненно, в конструкции могут быть места, где максимальная скорость ПЕРЕТЕКАНИЯ может быть ограничена звуковой согласно законам для газового ПОТОКА. А это означает, что объем за единицу времени, передаваемый через этот участок - ограничен уже сечением и скоростью звука в газе (температурой). Т.е. этот эффект может не дать создать и поддерживать ожидаемое высокое давление в стволе за время вылета пули.

2. Что скорость звука в горячем газе выше
На сей предмет даже формула есть. В холодном газе - она меньше.

Случай 1. Рассмотрим два одинаковых по объему резервуара, разделенных перегородкой. В одном резервуаре вакуум, в другом - воздух при нормальной температуре и давлении 100 атм.
Теперь перегородку убираем и воздух заполняет второй резервуар. Вопрос: что произойдет с его температурой?
На этот предмет есть формула - процесс без теплообмена, адиабатический - температура упадет в результате увеличения занимаемого объема. Причем давление упадет больше чем вдвое. После теплообмена с внешней средой (когда температура восстановится), давление станет 50 атм согласно условию.

Случай 2. Рассмотрим цилиндр диаметром 4.5 мм, внутри которого без трения движется поршнень и сжимает воздух до 100 атм. Теперь поршень отпускаем. Нетрудно понять, что сжатый воздух начинает расширяться и поршень выталкивать.
Опять же - с теплообменом или без?
Если с теплообменом, то, потеряв часть тепла после нагревания, поршень будет вытолкнут на мЕньшее расстояние. И полностью вытолкнут лишь по завершении восстановления температуры..

Так никто не сравнивает. Я и писал, что это два различных случая.
Скорость звука, конечно, несколько ниже скорости движения молекул, но скорость пули не может быть выше последней.
В реальности же разогнать пулю до скорости движения молекул тоже невозможно. Вот и получается, что реально достижимый предел скорости пули близок к скорости звука (в пределах 10-20%).

SwD
[b]Случай 1. Рассмотрим два одинаковых по объему резервуара, разделенных перегородкой. В одном резервуаре вакуум, в другом - воздух при нормальной температуре и давлении 100 атм.
Теперь перегородку убираем и воздух заполняет второй резервуар. Вопрос: что произойдет с его температурой?
На этот предмет есть формула - процесс без теплообмена, адиабатический - температура упадет в результате увеличения занимаемого объема. Причем давление упадет больше чем вдвое. После теплообмена с внешней средой (когда температура восстановится), давление станет 50 атм согласно условию.
[/B]

Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии? За рамки резервуаров она выйти не может, а состояние самих резервуаров не изменяется.
Опять вечный двигатель? Точнее вечный холодильник на основе РСР

Да почему не может ?
Ты можешь привести либо закон это доказывающий, либо просто обяснить физическую суть (не на примерах, а в конкретном случае движения снаряда в канале под действием сжатого газа) ?

Да почему не может ?
Ты можешь привести либо закон, это доказывающий, либо просто обяснить физическую суть (не на примерах, а в конкретном случае движения снаряда в канале под действием сжатого газа) ?

Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии?
ГХМ. Так и хочется задать вопрос, но лучше промолчу. Я же русским языком написал, что давление упадет больше, чем вдвое. Соответственно, общее состояние P*V/T останется тем же.
Так, для воздуха, давление упадет в 0.5 ^ 1.4 раза.
И температура соответственно из P*V/T. В расходной половине.

Ну и суперковарный вопрос - а что, работа по перемещению части массы газа под силой давления на определеннрое расстояние при этом не происходит?

SwD
[b] Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии?
ГХМ. Так и хочется задать вопрос, но лучше промолчу. Я же русским языком написал, что давление упадет больше, чем вдвое. Соответственно, общее состояние P*V/T останется тем же.
Так, для воздуха, давление упадет в 0.5 ^ 1.4 раза.
И температура соответственно из P*V/T.
[/B]

Однако, как пишут в учебниках физики, "внутренняя энергия системы характеризуется ее температурой". И только. Изменилась энергия - изменилась температура, и наоборот. А формулы имеют ограниченную область применения - не надо об этом забывать.
А ответ на вопрос "куда делась энергия" - "я же русским языком написал", ясности не привносит. Если газ охладился, значит что-то нагрелось. Но что? (заглядывает в недоумении под стол).
Резервуар-то остался при прежней температуре.

SwD
1. Что скорость пули из пневматики ограничена скоростью звука
Не напрямую. Самого интересует вопрос, почему фронт давления в компрессионном и газобалонном оружии идет со скоростью выше скорости звука в газе. Даже на углекислотных давлениях. Объяснением тому может быть разве что это именно движение фронта с резко разным давлением с разных сторон - как если подбрасывать разжимающуюся пружину - один конец пружины будет двигаться быстрее.
Но несомненно, в конструкции могут быть места, где максимальная скорость ПЕРЕТЕКАНИЯ может быть ограничена звуковой согласно законам для газового ПОТОКА. А это означает, что объем за единицу времени, передаваемый через этот участок - ограничен уже сечением и скоростью звука в газе (температурой). Т.е. этот эффект может не дать создать и поддерживать ожидаемое высокое давление в стволе за время вылета пули.

2. Что скорость звука в горячем газе выше
На сей предмет даже формула есть. В холодном газе - она меньше

Насчет вопроса 2 у меня сомнений то нет.
Насчет вопроса 1 - может ребята просто неправильно или непонятно сформулировали.
Скорость звука в газе как я понимаю - это примерно максимальная скорость, которую может развить что-либо в данном газе под действием его молекул. Но при этом не надо смешивать скорость звука и пули, можно например более понятно как то это объяснить, например что-то вроде как максимальная скорость разгона какого-либо тела газом ограничена некой скоростью V, равной скорости звука в этом состоянии газа, т.к. он (звук) имеет в нем максимально возможную скорость из-за того-то и того-то.

Для Kirdyk - может я и не прав, т.к. рассматривал скорость звука при "нормальных условиях". Но - см.выше мою мысль о более понятном объяснении...

Однако, как пишут в учебниках физики, "внутренняя энергия системы характеризуется ее температурой".
Это какой учебник? По астрологии? Ну, если у тебя так, и уравнение состояния газа отменили - ради бога.

СВД, здесь Kirdyk прав.
Не. Совсем.

Работа по перемещению газа равна нулю
А это смотря где и работу чего считать.
Я потому и назвал вопрос коварным.

Задам второй коварный вопрос - какой вариант имеет бОльший энергетический потенциал - 2 кубика при 100 атмосферах, или 1 кубик при 200 и одинаковой температуре?
Можно заметить, что масса газа - одинакова 😀
А пример, в общем-то уже классический..
Впрочем, второй коварный вопрос к первому отношение имеет слабое..

SwD
[b]СВД, здесь Kirdyk прав.
Неа.

Работа по перемещению газа равна нулю
А это смотря где и работу чего считать.
Я потому и назвал вопрос коварным.

Задам второй коварный вопрос - какой вариант имеет бОльший энергетический потенциал - 2 кубика при 100 атмосферах, или 1 кубик при 200?
Можно заметить, что масса газа - одинакова 😀
А пример, в общем-то уже классический..[/B]

СВД - согласен с тобой. Меня тут переклинило просто. Все верно: адиабатический процесс, работа на расширение газа, снижение температуры.

Вот блин, вроде по физике прав Kirdyk. А по уравнениям не прав.

Вот объясните, чем принципиально отличается случай при расширении газа в цилиндре с поршнем (однозначно передача импульса молекул поршню) и при снятии перегородки газ/вакуум в сосуде (чему они здесь-то импульс передают)?

Или дело в том, что при указанном расширении энергия хаотического движения молекул перейдет в энергию образовавшихся волн в газе ? Т.е. суммарная энергия не изменится, а энергия теплового движения (температура) уменьшится за счет появления регулярной составляющей. Иными словами распределение скоростей (для трех пространственных компонент) перестанет быть максвелловским.

SwD
[b]Однако, как пишут в учебниках физики, "внутренняя энергия системы характеризуется ее температурой".
Это какой учебник? По астрологии? Ну, если у тебя так, и уравнение состояния газа отменили - ради бога. [/B]

Н-да, культура так и прет. Ну что ж, если кроме как манипулировать формулами (при этом не особо понимая их смысла) товарищ ничего не умеет, придется объяснять на языке формул.
1. Как известно из любого учебника по физике (не путать с астрологией - слово "физика" начинается на букву "Ф"), определение постоянной Больцмана гласит: кинетическая энергия молекулы (одной) идеального газа равна 3/2*k*T, где k - постоянная Больцмана.
2. Отсюда - из этого определения, которое собственно и позволяет связать макро- и микроскопические характеристики газа, вытекают все остальные уравнения молекулярной физики. В том числе и уравнения состояния.
3. С другой стороны кинетическая энергия одной молекулы, опять же как известно из любого учебника по физике (не путать с астрологией - слово "физика" начинается на букву "Ф"), равна m/2*v^2
4. Что дает v^2=3*R*T/(Na*m), где R - газовая постоянная, а Na - постоянная Авогадро. Нужно заметить, что произведение Na*m есть ничто иное, как молярный вес газа.
5. В итоге мы получили то, что и требовалось доказать - суммарная энергия системы (представляющая собой сумму кинетических энергий всех молекул) характеризуется ТОЛЬКО одним параметром - температурой. Может, конечно, характеризоваться и произведением давления на объем, но это не обязательно. Да с температурой и работать удобнее.
6. Уравнение адиабатического расширения/сжатия тоже вытекает из п.п.1-5 при условии правильного ПОНИМАНИЯ границ его применения. Те, кто этих границ не понимает, естественно, будут приходить к неправильным выводам.
7. Надо внимательно читать учебники физики.

____________________________________________
Одна голова хорошо, а с мозгом лучше (с)

Уважаемые теоретики, не могли бы вы ответить на два практических вопроса.
Исходные данные - есть РСР винтовка, давление в баллоне 140атм, объем баллона 20см3, длина ствола 450мм, температура окружающей среды 20градусов по Цельсию.
Вопрос первый - Чему равна в данном случае скорость звука, которую не должна превзойти скорость пули.
Вопрос второй- чему теоретически равна максимальная скорость пули, весом 0,05грамма, выпущеной из данной винтовки. Вес специально взят такой маленький, чтобы приблизится к максимально возможной скорости.
Конструкцию выпускного клапана, перепуски и мертвые объемы опустим за ненадобностью. Считайте, что баллон сразу и мгновенно открывается в ствол.

Н-да, культура так и прет.
Я, честно говоря, сдерживаюсь.
Ты попробуй объяснить, как ты закатал 2 куба под 100 атмосферами в 1 куб под 200 атмосферами, не совершая при этом работы.

То, что воздух при уменьшении объема в 2 раза нагревается, а давление также повышается более чем в 2 раза согласно PV/T - не удивляет, а то, что при увеличении объема температура уменьшится, соответственно еще более уменьшится давление, сохранив PV/T - опровергается.

Это, блин, все одно что утверждать, что потенциальная энергия пружины есть произведение ее массы на ее температуру..
Адью.

http://achrimed.narod.ru/gladkih/gladkih.htm
"Как известно, средняя скорость молекул воздуха - 500 м/с."

Между молекулами еще и расстояние имеется. Так что скорость звука не есть скорость молекулы.

http://www.romic.ru/referats/content/26/240-1913.zip/atom_doc.htm
Средняя скорость молекул основных газов воздуха - азота и кислорода - составляет при обычных условиях около 460 м/с,
Видимо, отсюда и идет предел 450.
(у азота чуть-чуть больше, у кислорода - меньше)
http://konpofiz.narod.ru/secondMKT.htm
все молекулы движутся с разными скоростями. Поэтому говорят о наивероятнейшей скорости движения молекул. Например наивероятнейшая скорость молекул воздуха при 0оС - 485 м/с, Водорода при нормальных условиях - 2000 м/с, кислорода - 500 м/с.
http://att-vesti.narod.ru/P10-4.HTM
Дело в том, что при нормальной температуре даже при истечении в вакуум нельзя для воздуха получить скорость больше 760 м/сек

Ну и чтоб добить это дело - контрольный выстрел в голову:

Комплект аппаратуры 'Бар' был поставлен ЦНИИ машиностроения Росавиакосмоса специально для обнаружения места утечки воздуха из станции 'Мир'. Специалисты ЦНИИмаш предложили использовать для этого температурно-влажностный метод. Место утечки определяется по захолаживанию его окрестностей вследствие понижения температуры адиабатически расширяющегося воздуха при истечении его в вакуум. Как показали расчеты и эксперименты, необходимо обнаружить градиентную зону диаметром около 2 см с температурой на 1-1.5?C ниже окружающей и с влажностью на 2-3% выше фона.
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/209/02.shtml

SwD
Я, честно говоря, сдерживаюсь.
Ты попробуй объяснить, как ты закатал 2 куба под 100 атмосферами в 1 куб под 200 атмосферами, не совершая при этом работы.

То, что воздух при уменьшении объема в 2 раза нагревается, а давление также повышается более чем в 2 раза согласно PV/T - не удивляет, а то, что при увеличении объема температура уменьшится, соответственно еще более уменьшится давление, сохранив PV/T - опровергается.

Объясняю еще раз:
1. Сжать газ можно ТОЛЬКО СОВЕРШИВ работу - тут я не спорю.
2. Но вот расширить газ можно ДВОЯКО: либо с совершением работы (и тогда температура понижается), либо БЕЗ совершения работы (и тогда температура остается прежней).
3. Для того, чтобы понять такой простой факт, достаточно хорошего ПОНИМАНИЯ школьной физики.
4. Тем, кто физики не понимает (и от астрологии ее отличить не может), никакие формулы тоже не помогут. Этот случай принципиально не лечится. До тех пор, пока человек не начнет ДУМАТЬ (вместо того, чтобы сочинять "суперковарные" вопросы, каковые только выдают его с головой).

____________________________________________
Одна голова хорошо, а с мозгом лучше (с)

SwD
Для идиотов в танке повторяю.
что ты открыл баллон в атмосферу, что в вакуум - по мере опустошения все одно будет остывать..

Вот это хороший вопрос для идиотов (извини, раз уж ты сам себя так назвал, я запомню).
Я действительно не понимаю, почему молекула газа, вылетая из баллона, независимо от условий должна терять свою скорость?
Может из танка оно и виднее - так объясни пожалуйста. Летела-летела молекула по баллону - все было нормально, а как вылетела за его пределы, так сразу затормозилась (охладилась). Обо что ей тормозиться, если она ни с чем не сталкивалась?

Обо что ей тормозиться, если она ни с чем не сталкивалась?
Центру. Срочно. ЦНИИ машиностроения Росавиакосмоса пребывает глубоком заблуждении. Комплекс БАР работать не будет!

х
йПЕОЙН бШ БЯЕ РСР ГЮАСПХКХЯЭ Б НАЯСФДЕМХЕ ДНОСЯРХЛШУ ЯЙНПНЯРЕИ! ъ РНФЕ УНВС БМЕЯРХ МЕЙНРНПСЧ ЯЛСРС.оНПШКЯЪ РСР Б ЯОПЮБНВМХЙЮУ ОН ОНБНДС ЯЙНПНЯРХ ГБСЙЮ Б ПЮГМШУ ЦЮГЮУ БНР ВЕ МЮПШК:
1. дКЪ БНДНПНДЮ-1200Л/Я
2. ДКЪ ян-260Л/Я
3. ДКЪ БНГДСУЮ-331Л/Я
4. ДКЪ ЯОХПРЮ-1200Л/Я
ЩРН ДЮММШЕ ДКЪ 18-20 ЦПЮДСЯНБ Х ЮРЛНЯТЕПМНЛ ДЮБКЕМХХ.
дКЪ ДПСЦХУ РЕЛОЕПЮРСП ДЮММШЕ ЕЯРЭ РНКЭЙН ОН БНГДСУС: VГБ= 331+ 0.56р, ОНКСВЮЕРЯЪ ВРН ЯЙНПНЯРЭ ГБСЙЮ ОПХ 120 ЦПЮДСЯЮУ СФЕ 387Л/Я.
нРЯЧДЮ БШРЕЙЮЕР АКСДКХБЮЪ ЛШЯКЭ №1:
еЯКХ ХЯУНДХРЭ ХГ ЦЮГНБШУ ГЮЙНМНБ РН ОНБШЬЕМХЕ ДЮБКЕМХЪ ДН 60 ЮРЛ Р.Е. Б 60 ПЮГ АСДЕР ЩЙБХБЮКЕМРМН ОНБШЬЕМХЧ РЕЛОЕПЮРСПШ Б 60 ПЮГ, МН РНЦДЮ ЯЙНПНЯРЭ ГБСЙЮ ОПХ ЩРНЛ ДЮБКЕМХХ ДНКФМЮ АШРЭ НЙНКН 1000Л/Я.\
аКСДКХБЮЪ ЛШЯКЭ №2:
яЮЛН ОНМЪРХЕ ЯЙНПНЯРХ БЕЯЭЛЮ НРМНЯХРЕКЭМНЕ, ЕЕ ЛНФМН ЛЕПЪРЭ РНКЭЙН НРМНХРЕКЭМН ВЕЦН-КХАН ДПСЦНЦН. рЮЙ ЕЯКХ Б МНПЛЮКЭМШУ СЯКНБХЪУ ЯЙНПНЯРЭ ГБСЙЮ 331Л/Я РН Б БНГДСЬМНЛ ОНРНЙЕ ДБХФСЫЕЛЯЪ ЯН ЯЙНПНЯРЭЧ 200Л/Я НМЮ, Б МЮОПЮБКЕМХХ ДБХФЕМХЪ ОНРНЙЮ, АСДЕР ДКЪ ЯРНПНММЕЦН МЮАКЧДЮРЕКЪ СФЕ 531Л/Я. ю БЕДЭ Б ЯРБНКЕ БХМРНБЙХ ЙЮЙ ПЮГ Х ЕЯРЭ МЮОПЮБКЕММШИ БНГДСЬМШИ ОНРНЙ.
аКСДКХБЮЪ ЛШЯКЭ №3:
аПЕДНЛ ЪБКЪЕРЯЪ СРБЕПФДЕМХЕ ВРН ЛНКЕЙСКШ ЦЮГЮ ХЛЕЧР НЦПЮМХВЕММСЧ ЯЙНПНЯРЭ ДБХФЕМХЪ 400-700 Л/Я, ЕЯКХ АШ ЩРН АШКН РЮЙ РН АЕДМШЕ ЙНЯЛНМЮБРШ КЕРЪЫХЕ ЯН ЯЙНПНЯРЭЧ 8000Л/Я НРЦПШГЮКХ АШ ГСАЮЛХ ЛНКЕЙСКШ БНГДСУЮ ОПХКХОЬХЕ Й ГЮДМЕИ ЯРЕМЙЕ ЙНПЮАКЪ Х СФ РНВМН МЕ ЯЛНЦКХ АШ ЦНБНПХРЭ ДПСЦ Я ДПСЦНЛ.

2Koner:
Оспорить не берусь 😊

Если так рассуждать, при соединении двух любых баллонов с любыми давлениям (при одной температуре) не испытают температурных изменений - хренли - скорости молекул-то одинаковы.. Но один баллон - нагревается (наполняемый), а другой - охлаждается (расходный). Несмотря на знатный опыт Гей-Люссака, учинивший с убираемыми перегородками теплообмен..

фигня какая-то с кодировкой и никак не поправить

SwD
Если так рассуждать, при соединении двух любых баллонов с любыми давлениям (при одной температуре) не испытают температурных изменений - хренли - скорости молекул-то одинаковы..

Кажется до кого-то начинает доходить (даже через броню танка и лобовую кость). А также невзирая на пересказ основ физики некомпетентными журналистами.
Что не может не радовать.

Я бы еще советовал некоторым задуматься, чем процесс вытекания из баллона СО2 отличается от процесса вытекания ВВД.
Надеюсь, это не окажется непосильной нагрузкой.

Koner
фигня какая-то с кодировкой и никак не поправить

Через Штирлица все нормально читается. Так что не огорчайтесь.

Koner, у тебя чего-то с кодировкой - не прочесть ни хрена.

Короче, я понял пока только одно - при перетекании газа из сосуда в сосуд часть кинетической энергии теплового движения частиц перейдет в энергию их направленного движения (замечу, со скоростью порядка тепловой). Можно считать, что температура газа понизилась (если ее по Максвеллу определять). Но по идее, со временем процесс хаотизируется за счет вязкости (она всегда у газа есть - даже у идеального). Тогда температура должна принять первоначальное значение.
С другой стороны, специально для Kirdyk, у уравнения адиабаты нет границ применимости, кроме идеальности газа и отсутствия теплообмена. Работа на расширение равна Интеграл(pdV) и привет. Почему оно так в случае с перегородкой в сосуде - не понимаю сам. Но оно должно быть так.

Zhora47
Koner, у тебя чего-то с кодировкой - не прочесть ни хрена.

Короче, я понял пока только одно - при перетекании газа из сосуда в сосуд часть кинетической энергии теплового движения частиц перейдет в энергию их направленного движения (замечу, со скоростью порядка тепловой). Можно считать, что температура газа понизилась (если ее по Максвеллу определять). Но по идее, со временем процесс хаотизируется за счет вязкости (она всегда у газа есть - даже у идеального). Тогда температура должна принять первоначальное значение.
С другой стороны, специально для Kirdyk, у уравнения адиабаты нет границ применимости, кроме идеальности газа и отсутствия теплообмена. Работа на расширение равна Интеграл(pdV) и привет. Почему оно так в случае с перегородкой в сосуде - не понимаю сам. Но оно должно быть так.

Есть еще такое понятие, как обратимость или необратимость процесса. Так вот если адиабатическое расширение ОБРАТИМО - пример поршня в цилиндре, то там температура понижается (и в этом случае можете писать свои любимые уравнения. Собственно, вся школьная молекулярная физика построена на предположении обратимости процессов - вот где собака-то порылась). А если необратимо - путем открывания перегородки в другой объем - то тогда температура НЕ понизится (и уравнения будут другие).
Это же азы. Если не верите, поищите по поисковым системам - думаю, ключевую фразу сами сможете сформулировать.
А на то, что утверждают "идиоты в танке" (это не оскорбление - специально беру в кавычки), внимания не обращайте. У них от природы с думанием плохо.

To Zhora47
Читаться будет если задать кодировку
кирилица(Windows)

В любом случае имхо стоит закруглиться с термодинамикой http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom2/ch2/texthtml/ch2_2.htm
И перейти к практике и сабжу.
Что имеем.
1. Скорость пули в компрессионном оружии может превышать скорость звука в рабочем газе. Это факт.
2. Скорость молекул O2 и N2 (воздух) выше скорости звука. И в среднем - (по разным данным, при н.у.) от 450 до 500 м/с. И это тоже факт.
3. Скорость молекулы зависит от температуры газа и массы молекулы. Это как бы установлено топиком и согласно учебнику. Но - относительно центра массы.
4. Если средняя скорость молекулы воздуха 450-500 м/с, то средняя скорость молекулы CO2 при н.у. получается (можно посчитать и точно, но лень) 363 м/с (согласно разнице плотности воздуха и co2).
5. Скорости на C02 выше 300 наблюдались только на вате. Точную цифру можно установить поиском.
6. Скорости на воздухе выше 400 таки наблюдались, но надо поискать, делали ли какие замеры на вате.
7. Неясно, можно ли получить скорость потока выше скорости молекулы. Примитивное моделирование из двух молекул подсказывает - нет, нельзя, т.к. одна молекула улетит в ствол, а вторая ее не догонит, чтобы подтолкнуть. Но тогда неясно, как работает сопло Лаваля 😛
8. Расширение происходит с учетом адиабаты - доказано расчетом. И общими соображениями можно сказать, что недополучение ответного импульса со стороны канала истечения ведет к потере энергии оставшихся в системе молекул..
9. Вся коллективная тусовка высокоскоростных молекул, объединенных в определенную массу, может иметь кинетическую энергию = 0.
10. Коллективной тусовке (массе) может быть придана скорость. Только врятли эта скорость будет выше средней скорости отдельно взятой молекулы - толкать нечем будет.
11. При остановке коллективной тусовки, суммарная кинетическая энергия перейдет во внутреннюю - тепловую. Т.е. скорость молекул резко повысится и температура газа тоже.
12. Получается, что температура в дозаторе ниже, чем около пули. Что несущественно.
13. Никто не отменял газодинамику. В отдельных участках конструкции скорость потока может быть ограничена скоростью звука, а соответственно пропускная способность участка - плотностью и сечением.
14. Курить следует http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom2/content.htm
15. Для высоких скоростей надо выбирать газ с невысоким молекулярным весом, т.к. энергия у молекул одна и та же, а вот скорость - согласно массе..
16. Kirdyk'а с его притянутым за уши к теме опытом Гей-Люссака считать провокатором.

Можно считать итогом?

Kirdyk, не надо горячиться насчет танков и идиотов. Все высказывают свое мнение. А насчет обратимости процессов, IMHO, вы не правы, оба процесса в этом смысле одинаковы. Если не согласны, попробуйте выписать значения энтропии для них, но это возьня (для меня по крайней мере).
И опять же непонятно - как же тогда работают эжекторные холодильники - там газ охлаждается, перетекая из одного резервуара в другой через сопло, а потом уже ХОЛОДНЫЙ сжимается компрессором.

2Koner - все равно не читается

2SwD - в основах все равно надо разобраться - пусть хоть тремя грамотными людьми на земле больше станет, а то каждый свое гнет а объяснить почему, не может.
Кстати, по работе сопла Лаваля - надо делать разницу между скоростью потока газа и тепловой скоростью молекул. Скорость частицы в потоке есть сумма этих величин - поэтому "ДОГОНИТ".

А насчет обратимости процессов, IMHO, вы не правы, оба процесса в этом смысле одинаковы.
Тут, наверное, надо разделить темы.
Первое: расширяющийся газ совершает работу - толкает пулю. По этому вопросу расхождений вроде как нет.
Второе: Газ из баллона истекает в вакуум. Газ в баллоне будет охлаждаться - доказано на орбитальной станции Мир. Спорить с этим может только слепой идиот-танкист.
Третье: Опыт Гей-Люссака, что изначально привел Kirdyk. И вакуум тут непричем. Гей-Люссак убирал перегородки между камерами разных давлений и отслеживал изменение температуры - не отследил. Для идеального газа. В динамике, подозреваю, все было как положено для сообщающихся баллонов разных давлений - разгон газа в перепускном (охлаждение питателя) и остановка в наполняемом (нагрев приемника), затем выравнивание температуры и дальнейший догон..
Но работа - да, внутри системы и энергия наружу не передается. Поэтому суммарная энергия системы не изменится. Хотя изменение температур по частям можно посчитать тем же уравнением.

Zhora47
Kirdyk, не надо горячиться насчет танков и идиотов.

Нет, ну как - СВД сам же написал "для идиотов" - так пусть теперь отвечает за базар: добавляет 17-м пунктом "признать СВД идиотом". Это будет справедливо, поскольку все его т.н. "рассуждения" об охлаждении баллона вкупе с "суперковарными" вопросами не стоят ни гроша.
Либо (если не признает) он трусишка, о чем я составлю свое новое мнение. Его (мнения) пока нет, но может появиться.

Zhora47
А насчет обратимости процессов, IMHO, вы не правы, оба процесса в этом смысле одинаковы. Если не согласны, попробуйте выписать значения энтропии для них, но это возьня (для меня по крайней мере).

Ну как же я не прав - школьная молекулярная физика изучает квазистационарные обратимые процессы. А выпуск газа из баллона в эту категорию не попадает.
Как работает эжекторный холодильник и сопло Лаваля, я не знаю. Я даже не знаю, как они устроены. У нас речь шла о модельном эксперименте, вот в рамках его я показал, что температура газа при расширении не изменится (даже СВД это признал). Если так хотите, можно перейти к эжекторному холодильнику, но подозреваю, что и в его случае законы физики не нарушаются. Просто кто-то что-то упускает при рассмотрении. Как например, СВД "не подумал" о том, что СО2 перед расширением еще и испаряется/охлаждается. Ну да ему простительно. Он же СВД (член Ганзру с 1905 года).

Кстати, по работе сопла Лаваля - надо делать разницу между скоростью потока газа и тепловой скоростью молекул.
Ну, тепловая-то скорость - это относительно некоего центра масс. А скорость потока - скорость этого самого центра.
Только как получить скорость центра, если "толкатели" имеют максимум - тепловую скорость? Самые скоростные при "разгоне" улетят вперед. Более медленные будут "подтолкнуты" более быстрыми - но от этого они быстрее тех более быстрых не станут, а те более быстрые после толчка медленной - замедлятся.

Другой момент - сопло Лаваля дает возможность разогнать сначала до звука, потом - до сверхзвука. Не является ли этот макс. сверхзвук - макс. тепловой скоростью молекулы?

Третий момент - почему упорно упомянается 3-х/4-х кратная скорость звука при истечении в вакуум? Выходит, без повышения температуры разогнять все же можно? Или граждане бредят, упуская слово "температура"?

Например: http://att-vesti.narod.ru/P10-4.HTM
Дело в том, что при нормальной температуре даже при истечении в вакуум нельзя для воздуха получить скорость больше 760 м/сек

Пока отвечу только по повода тепловой скорости: тепловая скорость есть скорость хаотического движения. Да относительно центра масс некоторого МАЛОГО объема, который разгоняется "толкателями" из соседнего объема, имеющими скорости: тепловая+скорость центра масс этого объема. По соплу Лаваля желания писать нету, потому как там на пальцах не очень просто. А суть в переходе "количества в качество" (давления, т.е. концентрации частиц, в скорость).

Гей-Люссак убирал перегородки между камерами разных давлений и отслеживал изменение температуры - не отследил. Для идеального газа. В динамике, подозреваю, все было как положено для сообщающихся баллонов разных давлений - разгон газа в перепускном (охлаждение питателя) и остановка в наполняемом (нагрев приемника), затем выравнивание температуры и дальнейший догон..

Просто кто-то что-то упускает при рассмотрении. Как например, СВД "не подумал" о том, что СО2 перед расширением еще и испаряется/охлаждается.
Довожу до сведения, что кроме газобалонной, существует компрессионная пневматика и, как вид компрессионной - PCP. Также докладываю, что имеется знатная возможность по восстановлению температуры и давления в углекислотной..

У нас речь шла о модельном эксперименте, вот в рамках его я показал, что температура газа при расширении не изменится (даже СВД это признал).
У нас, вообще-то речь шла о расширяющемся газе, который толкает пулю. И опыт Гей-Люссака, доведенный до камеры с вакуумом - тут вообще ни к селу ни к городу. И попытка притянуть этот опыт к моделировнию выстрела из компрессионной/газобалонной пневмы продолжаю считать идиотизмом. Впрочем - бог навстречу и флаг в руки. Сразу видно - человек кучу моделей сотворил и с практикой сверил. Удачи.

Я бы еще советовал некоторым задуматься, чем процесс вытекания из баллона СО2 отличается от процесса вытекания ВВД.
Некоторым стоило б забить воздухом баллон от другого. На практике. И подивиться - с чего бы это он нагрелся?

Kirdyk
если адиабатическое расширение ОБРАТИМО - пример поршня в цилиндре, то там температура понижается (и в этом случае можете писать свои любимые уравнения. Собственно, вся школьная молекулярная физика построена на предположении обратимости процессов - вот где собака-то порылась). А если необратимо - путем открывания перегородки в другой объем - то тогда температура НЕ понизится (и уравнения будут другие).

То есть если в системе с открыванием перегородки в вакуум сделать одну стенку подвижной, чтобы газ мог быть в последующем сжат обратно в свою половину (если считать невлияющим исчезновение вакуума т.к. в нем нет газа или обратно опускать перегородку и возвращать стенку в исходное положение), но не делать этого (обратного сжатия), то вдруг сразу все уравнения поменяются ?

то вдруг сразу все уравнения поменяются ?
Там суть в чем. Рассматривается итог в целом, что есть не совсем верно, т.к. процесс все же протекает с соблюдением известных законов. Если взять проще - на примере баллонов. Пусть даже разных давлений. Это без разницы.
Баллон с бОльшим давлением начнет перегонять газ в другой баллон. При этом будет происходить работа по перемещению массы на некоторое расстояние, работа эта превращается в кинетическую энергию газа в перепускном. Соответственно, расходный баллон охлаждается. Разогнанный газ попадает в другой баллон, где останавливается. В результате остановки кинетическая энергия переходит в тепловую - принимающий баллон нагревается. Если их рассмотреть замкнтуой системой, то сумма тепла не изменится. Если рассмотреть вариант с убираемой перегородкой, то температура газа будет меняться локально, но быстро выровняется.
Как посчитать, какую температуру примет источник и какую - приемник я сейчас не возьмусь утверждать, но расчет опять же будет на базе учета адиабатического обратимого расширения/сжатия.

Только к нашем случае с пулей нет замкнутой системы и обратного теплообмена. Энергия тратится на разгон пули и разгоняемого вместе с пулей разжимающегося газа..

Undeads
То есть если в системе с открыванием перегородки в вакуум сделать одну стенку подвижной, чтобы газ мог быть в последующем сжат обратно в свою половину (если считать невлияющим исчезновение вакуума т.к. в нем нет газа или обратно опускать перегородку и возвращать стенку в исходное положение), но не делать этого (обратного сжатия), то вдруг сразу все уравнения поменяются ?

А как Вы обратно сожмете газ из вакуума в баллон? Сачком что ли молекулы ловить будете? Не получится.
Но даже если бы Вы это и смогли, Вам бы пришлось для возврата улетевших молекул совершить некоторую работу - которая бы пошла не на нагревание собираемых молекул, а на уменьшение энтропии. Это если мы предполагаем, что возвращаемые сачком в баллон молекулы сохраняют свою скорость.
Если же рассмотреть более реалистичную ситуацию: первоначальный выпуск газа в цилиндр с поршнем (где до этого был вакуум) и последующее движение поршня, чтобы газ перетек обратно в баллон - то это принципиально иная ситуация, поскольку помимо того, что поршень будет заталкивать молекулы газа обратно в баллон, он их будет еще и немножко разгонять, как бы медленно ни двигался. Тут будет вполне применимо уравнение адиабаты. Поскольку от ситуации с сачком такой вариант вполне реализуем и ОБРАТИМ (можно сколько угодно раз выпускать и загонять обратно газ в отличие от выпуска в космос, который можно осуществить только один раз).
А к глупостям по поводу "перемещения массы газа на расстояние" относитесь осторожнее - не имея понимания тут очень легко превратиться в барона Мюнхаузена, который сам себя вытаскивал за волосы из болота - и надо отметить, был весьма убедителен в своих рассуждениях. Для необразованных слушателей.

4.5. Введение в термодинамику необратимых процессов
Применение законов равновесной термодинамики ограничено случаем, когда температура , давление и другие параметры состояния во всех точках системы одинаковы. Если это не так, то в термодинамической системе возникают необратимые процессы.
Для описания необратимых процессов можно воспользоваться гипотезой локального равновесия, заключающейся в предположении, что внутри малого объема среды выполняется основное уравнение термодинамики равновесных процессов. http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom2/ch4/texthtml/ch4_5.htm

Танкисты продолжают гонять массы без работы и наполнять баллоны без нагревания..

SwD
Танкисты продолжают гонять массы без работы и наполнять баллоны без нагревания..

SwD, предлагаю забить на Kirdyk'a с его сугуболичным мнением, только время зря потратишь - ему вроде бесполезно что-либо доказывать, раз его бауманские "методы" не убеждают; у него свое "всезнание" законов физики и опыт их "практического" применения.

P.S. Я сам когда-то учился в Бауманке на МТ-12 и потом на ИУ-5 😀

только время зря потратишь
Ну, я время зря не потратил - нашел нового, интересного, лишний раз перепроверил старое, знакомое. Интересно, тот учебник есть в печатном виде?

Мне все же хотелось бы вернуться к макс. скоростям истечения и скоростям потока. Опять же повторюсь - неоднократно видел утверждение, что скорость потока (без спец. приблуд) ограничена скоростью звука в газе, что в свою очередь зависит от температуры. Но в то же время, скорость ИСТЕЧЕНИЯ газа все же выше звуковой. Так какова же она максимально? Что можно взять за лимит? Скорость молекул? Так в вакуум, говорят, и по-быстрее вылетают (для воздуха при температре н.у. мол 760 м/с).. А за счет чего, спрашивается? Кто блин сообщит эту энергию молекулам? Каким образом, если макс. скорость передачи воздействия ограничена (и действительно ли ограничена) скоростью молекул? И чем эта скорость истечения таки ограничена? Где б еще какой такой же умный и доходчивый решебник закачать?

SwD
Ну, я время зря не потратил - нашел нового, интересного, лишний раз перепроверил старое, знакомое. Интересно, тот учебник есть в печатном виде?

Мне все же хотелось бы вернуться к макс. скоростям истечения и скоростям потока. Опять же повторюсь - неоднократно видел утверждение, что скорость потока (без спец. приблуд) ограничена скоростью звука в газе, что в свою очередь зависит от температуры. Но в то же время, скорость ИСТЕЧЕНИЯ газа все же выше звуковой. Так какова же она максимально? Что можно взять за лимит? Скорость молекул? Так в вакуум, говорят, и по-быстрее вылетают (для воздуха при температре н.у. мол 760 м/с).. А за счет чего, спрашивается? Кто блин сообщит эту энергию молекулам? Каким образом, если макс. скорость передачи воздействия ограничена (и действительно ли ограничена) скоростью молекул? И чем эта скорость истечения таки ограничена? Где б еще какой такой же умный и доходчивый решебник закачать?

Думаю что есть, в Бауманке кстати очень хорошие методички выпускаются - все разжевано и положено по разным курсовым, а учебник ищи по авторам, думаю должен быть.

Кстати, интересно, а если предположить что поршень движется с намного большей скоростью (например раз в 10-20), чем максимальная скорость движения молекул - что тогда ? Будет немерянное давление и температура ? Или что-то еще ?

Кстати, интересно, а если предположить что поршень движется с намного большей скоростью (например раз в 10-20)
Куда движется?

чем максимальная скорость движения молекул - что тогда ? Будет немерянное давление и температура ? Или что-то еще ?
Т.е. если выдергивать пулю из ствола со скоростью 4 км/с? Думаю, это будет истечение газа в вакуум - скорость истечения до 760 м/с 😀 Температура в дозаторе, понятно, будет падать. Но изменение температуры и давления по всему срезу ствола по ходу времени считать не буду 😛 Предпочитаю иметь дело с моделью, в которой давление в казеннике можно принять равным давлению у пули 😛

SwD
Куда движется?

Т.е. если выдергивать пулю из ствола со скоростью 4 км/с? Думаю, это будет истечение газа в вакуум - скорость истечения до 760 м/с 😀

Если рассматривать ППП, а не PCP - поршень движется в цилиндре к пуле "со скоростью 4 км/с" 😀

Если рассматривать ППП, а не PCP - поршень движется в цилиндре к пуле "со скоростью 4 км/с" 😀
А, ну так и есть. Только тут роль играет не скорость (скорость влияет на процесс, но несколько по-иному).
Если взять закупоренный цилиндр и считать давление и температуру газа по всему цилиндру одинаковой 😛 то поршень уменьшает объем газа - давление и температура газа растет адиабатически. Причем происходит интересная вещь. Поршень разгоняется под действием пружины - пружина совершает работу по разгону поршня. В какой-то момент давление в газе уравновесит и превзойдет силу пружины - поршень начнет тормозиться и терять кинетическую энергию. В какой-то момент он будет полностью остановлен (пик давления) и пойдет назад. Причем откатится он (для закупоренного цилиндра) до точки старта (т.е. если у нас нет потерь на трение теплообмен с вовном и прочую лабуду). И снова начнет движение под силой пружины..
Причем макс. давление и точки останова поршня не зависят от массы поршня. Масса влияет только на скорость протекания процесса.
Если же есть пуля, то она начинает двигаться как только сила давления превышает усилие страгивания. Это может быть необязательно пик давления. И начинается - поршень давит а пуля - убегает. В большинстве случаев, поршень точно также останавливается давлением (понятно, что в другой точке) и начинает совершать откат. Весь процесс считается точно также с учетом адиабаты.
Но в этой модели опять же не учитываются реалии, которые скорее всего имеют место быть - скорость перетекания газа в перепускном, что не может не влиять на давление в цилиндре и отскок поршня. Если компрессионную модель мне еще удалось довести до вразумительного состояния, то с поршнями - не очень.. Выглядит многообещающее, а на практике - иные результаты.. От чего, почему - хз.. Может неточность исходных танных, может какие-то еще неучтенные эффекты.

Я вижу вы уже тут разобрались в задачке Гей-Люсакка. И я разобрался. Кстати, Kirdyk, по-своему прав - процесс сложный и уравнение адиабаты к нему применимо лишь если разделить его на части :
1) Расширение газа и его ускорение при перетекании, сопровождающееся охлаждением
2) Торможение газа и его нагрев

По поводу разгона поршня в канале, будет время - еще раз проверю и доработаю свою модель, которую публиковал на форуме. По идее она дает возможность все рассчитать.

"- ... Это глубоко принципиальный вопрос, который, как я вижу, тебе, прикладнику, к сожалению, не доступен. По-видимому, я напрасно начал с тобой беседовать на эту тему".
(А.,Б.Стругацкие "Понедельник начинается в субботу")

:-))) Надо было сразу говорить, что Бауманка.

Undeads
... Тем более и из пневматики пули на сверхзвук уходят легко (пример - в D350 колпачек - уходит на сверхзвук)

" Редкая птица долетит до средины Днепра..."
Чето вспомнилось.

Для справки:
Маленькое уточнение- С Д350 не каждый колпачек 0,28гр., вылетает из ствола не разорванным в клочья!
А на "сверхзвук" с данной винтовки, стабильно выходят пули 0,5-0,55гр. типа КП, ГХантер и т.п..

Ну пружинно-поршневые к теме-то не очень-то притягивайте - там воздух сжимается, нагревается и скорость звука (и тепловая скорость молекул) в нем увеличивается...
Вопрос идет о компрессионных, которые штреляют за счет уже имеющейся энергии..

Вот:

"Теоретическая физика", Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц, Москва, "Наука", 1986
том 6, параграф 83: стационарный поток сжимаемого газа
с.446:
"
d(rho*v)/dv=rho(1-(v/c)^2)
Отсюда видно, что по мере возрастания скорости вдоль линии тока плотность потока возрастает до тех пор, пока скорость остается дозвуковой. В области же сверхзвукового движения плотность потока падает с увеличением скорости и обращается в нуль вместе с rho при v=vmax"
rho - плотность
v - скорость
rho*v - плотность потока
с - скорость звука
vmax=sqrt(2*w0)
w0-начальное значение тепловой функции (которая dw=Tds+Vdp)

Короче, получается, как я уже когда-то писал( http://guns.allzip.org/topic/3/3129.html ):
стационарный срерхзвуковой поток в трубе постоянного сечения без дополнительных ухищрений не получить, а вот разогнать часть газа - пожалуйста - скорость растет, расход (массовый на единицу сечения, т.е. плотность потока) и давление падают (лишь бы не до атмосферного упало).
Собственно сопло Лаваля именно то и делает, что при увеличении сечения при снижении плотности потока обеспечивает постоянный расход, т.е. обеспечивает стационарный поток.

...а господин Лодягин.....маниак....

------------------
Ждем_с

Всем спасибо! Всё понятно 8)