Free expansion
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자유팽창(自由膨脹, free expansion)은 단열된 진공 공간으로 저절로 팽창하는 비가역과정이다. 이라고도 한다. 실제 기체는 자유팽창을 하는 도중에도 온도 변화가 생긴다. 이상기체에서는 온도가 변하지 않는다고 가정하며, 단열자유팽창은 를 만족한다. 이때 는 압력, 는 부피이고 와 는 각각 이전과 이후를 나타낸다. 즉 기체가 팽창해서 부피가 늘어나면 압력은 감소한다. 자유팽창을 하는 기체는 일을 하지 않는다. 기체는 최종 상태가 될 때까지 열역학적 평형이 아닌 상태를 거치며, 이 상태에서는 기체의 열역학적 변수를 모두 결정할 수 없다. 예컨대 기체의 압력은 점에서 점마다 국소적으로 변하기 때문에 입자의 총체로서의 기체의 부피는 쉽게 정의할 수 있는 양이 아니다. 코크를 열어서 기체가 진공으로 퍼져나가는 것이 자유팽창의 대표적인 사례이다. 계 안으로 들어오거나 나가는 열에너지가 없으므로, 이루어진 일은 없다. 엔트로피 변화는 있지만 잘 알려진 엔트로피 변화공식 은 적용되지 않는다. 이는 자유팽창이 가역과정이 아니기 때문이다. 이상기체의 경우 자유팽창의 엔트로피는 와 같이 구한다.
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自由膨脹（英語：free expansion）是一種不可逆的熱力學過程，過程中氣體在一個絕熱的系統內膨脹，外界和系統之間沒有功和熱的交換。 真實氣體在自由膨脹時會有溫度的變化。若是理想氣體，過程前後的溫度不會變化，而且過程前後的狀態符合以下的式子 pi Vi = pf Vf, 其中p為壓力，V為體積而下標的i及f表示初始及結束的狀態。 在自由膨脹過程中，氣體不滿足熱力學平衡的條件，一直要到自由膨脹結束時才符合熱力學平衡。因此在過程中無法定義整個氣體的狀態函數。例如其壓力會隨著位置而改變，而過程中無法明確的定義氣體的體積。
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Un procés d'expansió lliure és un en el qual el gas s'expandeix en una cambra aïllada. Els gasos reals experimenten un canvi de temperatura durant una expansió lliure. En canvi, per un gas ideal la temperatura no canvia, i les condicions abans i després de l'expansió lliure adiabàtica satisfan el següent: pi Vi = pf Vf On p és la pressió, V és el volum i f i i es refereixen als estats final i inicial, respectivament.
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La expansión libre de un gas, también llamada expansión de Joule (no se debe confundir con la expansión de Joule-Thomson) es un proceso irreversible en el cual un gas se expande en un recipiente vacío y aislado. Los gases reales experimentan un cambio de temperatura durante la expansión libre. Para un gas ideal, la temperatura no cambia, y las condiciones antes y después de la expansión libre adiabática se satisfacen: Donde P es la presión, V es el volumen, y i y f refiere a los estados iniciales y finales. Dado que el gas se expande, Vf > Vi , lo que implica que la presión cae (Pf < Pi).
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Expansão livre é um processo onde um sistema físico - geralmente um gás ideal - tem seu volume instantaneamente aumentado, ou tem seu volume aumentado de forma que este aumento no volume não se dê em virtude da pressão que este exerce sobre as fronteiras móveis do sistema, pressão que, durante a expansão, reduz-se a zero. Não há pois dispêndio de energia por parte do sistema para se realizar tal expansão.
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Expansió lliure
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Expansión libre
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Free expansion
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자유팽창
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Expansão livre
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自由膨脹
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Un procés d'expansió lliure és un en el qual el gas s'expandeix en una cambra aïllada. Els gasos reals experimenten un canvi de temperatura durant una expansió lliure. En canvi, per un gas ideal la temperatura no canvia, i les condicions abans i després de l'expansió lliure adiabàtica satisfan el següent: pi Vi = pf Vf On p és la pressió, V és el volum i f i i es refereixen als estats final i inicial, respectivament. Durant l'expansió lliure el gas no fa treball. El gas passa pels estats de no equilibri termodinàmic abans d'arribar al seu estat final, la qual cosa implica que no es poden definir paràmetres termodinàmics. Per exemple, la pressió canvia localment de punt a punt, i el volum ocupat pel gas (el qual està format per partícules) no és una quantitat ben definida.
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La expansión libre de un gas, también llamada expansión de Joule (no se debe confundir con la expansión de Joule-Thomson) es un proceso irreversible en el cual un gas se expande en un recipiente vacío y aislado. Los gases reales experimentan un cambio de temperatura durante la expansión libre. Para un gas ideal, la temperatura no cambia, y las condiciones antes y después de la expansión libre adiabática se satisfacen: Donde P es la presión, V es el volumen, y i y f refiere a los estados iniciales y finales. Dado que el gas se expande, Vf > Vi , lo que implica que la presión cae (Pf < Pi). Durante expansión libre, ningún trabajo es realizado por el gas. El gas pasa a través de los estados que no están en equilibrio termodinámico antes de llegar a su estado final, lo que implica que no se pueden definir parámetros termodinámicos como valores del gas en su conjunto. Por ejemplo, la presión cambia localmente de punto a punto, y el volumen ocupado por el gas (el cual está formado de partículas) no es una cantidad bien definida. Una expansión libre se consigue típicamente mediante la apertura de una llave de paso que permite que el gas se expanda en un vacío. Aunque sería difícil de lograr en la realidad, es instructivo imaginar una expansión libre causada por un pistón en movimiento más rápido que prácticamente cualquier átomo. Ningún trabajo se hace porque no hay presión sobre el pistón. Sin energía térmica que sale o entra en el pistón. Sin embargo, hay un cambio de entropía. Pero la fórmula bien conocida para el cambio de entropía. A pesar de que la expansión libre es un proceso irreversible y la expresión de cambio de entropía para un flujo de calor reversible no se aplica: Debido a que la entropía es una coordenada del sistema termodinámico, es posible encontrar su expresión a través de un proceso reversible arbitrario con estados iniciales y finales iguales a los de expansión. De esta manera, para un gas ideal, el cambio en entropía es el mismo que para el efecto Joule-Thomson:
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자유팽창(自由膨脹, free expansion)은 단열된 진공 공간으로 저절로 팽창하는 비가역과정이다. 이라고도 한다. 실제 기체는 자유팽창을 하는 도중에도 온도 변화가 생긴다. 이상기체에서는 온도가 변하지 않는다고 가정하며, 단열자유팽창은 를 만족한다. 이때 는 압력, 는 부피이고 와 는 각각 이전과 이후를 나타낸다. 즉 기체가 팽창해서 부피가 늘어나면 압력은 감소한다. 자유팽창을 하는 기체는 일을 하지 않는다. 기체는 최종 상태가 될 때까지 열역학적 평형이 아닌 상태를 거치며, 이 상태에서는 기체의 열역학적 변수를 모두 결정할 수 없다. 예컨대 기체의 압력은 점에서 점마다 국소적으로 변하기 때문에 입자의 총체로서의 기체의 부피는 쉽게 정의할 수 있는 양이 아니다. 코크를 열어서 기체가 진공으로 퍼져나가는 것이 자유팽창의 대표적인 사례이다. 계 안으로 들어오거나 나가는 열에너지가 없으므로, 이루어진 일은 없다. 엔트로피 변화는 있지만 잘 알려진 엔트로피 변화공식 은 적용되지 않는다. 이는 자유팽창이 가역과정이 아니기 때문이다. 이상기체의 경우 자유팽창의 엔트로피는 와 같이 구한다.
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Expansão livre é um processo onde um sistema físico - geralmente um gás ideal - tem seu volume instantaneamente aumentado, ou tem seu volume aumentado de forma que este aumento no volume não se dê em virtude da pressão que este exerce sobre as fronteiras móveis do sistema, pressão que, durante a expansão, reduz-se a zero. Não há pois dispêndio de energia por parte do sistema para se realizar tal expansão. A forma mais simples de se pensar tal expansão é liberarem-se as fronteiras de um sistema de forma que estas possam então se mover, impondo contudo que em sua vizinhança haja apenas vácuo. Como não há oposição ao movimento da fronteira, esta expande-se sob pressão nula, e não há trabalho associado. O aumento do volume mediante expansão livre implica, em vista da primeira lei da termodinâmica, a manutenção da energia interna do sistema, visto que as fronteiras são obviamente subentendidas adiabáticas. Apesar das condições antes e depois da expansão livre, a temperatura final se igualar a temperatura inicial, não se pode dizer que o processo é isotérmico, pois durante a expansão a temperatura se mantém indeterminada. Tal afirmação contudo pode mostrar-se incorreta para outros sistemas nos quais haja uma parcela de energia potencial associada à energia interna do sistema. Uma expansão livre sempre acarreta um aumento na entropia do sistema que se expande. Isto significa que, uma vez ocorrida a expansão, não se consegue mais, por compressão apenas, levar-se o sistema ao estado inicial existente antes da expansão - não sem se violar a condição até o momento não violada de que o sistema permaneça adiabaticamente isolado. Para levar-se o sistema de volta ao estado inicial, ou seja, às condições de volume, pressão, temperatura e energia interna existentes antes da expansão, deve-se remover a entropia extra criada no processo, o que exige a saída de energia na forma de calor do sistema em consideração.
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自由膨脹（英語：free expansion）是一種不可逆的熱力學過程，過程中氣體在一個絕熱的系統內膨脹，外界和系統之間沒有功和熱的交換。 真實氣體在自由膨脹時會有溫度的變化。若是理想氣體，過程前後的溫度不會變化，而且過程前後的狀態符合以下的式子 pi Vi = pf Vf, 其中p為壓力，V為體積而下標的i及f表示初始及結束的狀態。 在自由膨脹過程中，氣體不滿足熱力學平衡的條件，一直要到自由膨脹結束時才符合熱力學平衡。因此在過程中無法定義整個氣體的狀態函數。例如其壓力會隨著位置而改變，而過程中無法明確的定義氣體的體積。
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