När en (förlustfri) kolv flyttar sig av gastrycket och utför ett arbete så är mängden arbete samma som mängden energi som krävs för att kyla ned luften till aktuella temperatur - om man vill så kan man säga att det är värmen som gör jobbet - tryck, volym, densitet är bara komponenter för att förmedla det, ungefär som ström gånger spänning ger effekt då var och en ensam kan inte utföra något.
luft.png
Exempel från refprop och förlustfri system vad som händer om man komprimerar 20 grader rumsluft till 8 bar övertryck, låter den svalna igen, därefter går in i en luftmotor (lamellmotor, kolvmotor, turbin som i en tandläkarborr), luften expanderar när arbete utförs (och blir kall)
rad 1 är utgångsvärdet
rad 2 är precis efter kompressionen till 8 Bar övertryck
- entalpi beskriver energimängderna som går in och ur systemet per kilo arbetsmedia, dvs när man komprimerar så startar man med entalpi på 419,15 kJ/Kg och vid åtta Bars övertryck nåt värdet 676,26 kJ/kg och mellanskillnaden av 676,26 - 419.15 = 257.1 kJ/kg och är då arbetet som motorn måste driva kompressorn med.
sedan i rad 3 ser man vad som händer när den varma komprimerade luften sedan kyls igen till rumstemperatur igen med
676,26 - 417,24 = 259.0 kJ/Kg - det ger att hela mängden arbete som elmotorn matade in i systemet + 3 kJ/Kg ytterligare [1] blir värme vid kompressorn - därför kan man säga att all elström man matar in i en kompressor blir värme.
rad 4 beskriver vad som sker när rumsvarma tryckluften expanderar i en luftmotor (dvs utför arbete) och man inser att all effekt på motoraxeln i luftmotorn kommer av den inneboende värmen på den inmatade tryckluften och kyls kraftigt när arbete utförs. Det är också det här som förklarar varför tryckluftsystem har dålig verkningsgrad då om man skall ha 100% verkningsgrad så skall tryckluften som matas in i maskinen ha temperatur av 272,58 grader C för att bli en perfekt (elastisk) energilagring - det är förlusten av värmen eller snarare att den inte kan transporteras med, parallellt med tryckluften som drar ned verkningsgraden i systemet.
rad 5 är exempel på vilka temperaturer det blir om man komprimerar från atmosfärstryck till 300 Bar utan kylning under processen - den värmningen sker också i trycktankar när trycket ökar i dessa och minska bara till en del med att mata in kyld gas som ökar trycket.
---
Det där med temperatur, tryck och volym är bara arbetsmedier som när man pratar om ström och spänning samt effekt i elektriska kretsar - men man har en variabel till som är svårgreppbar - Entropi, som i sin tur kan (dock inte helt korrekt) beskrivas som graden av möjliga frihetsgrader eller slumpmässighet, eller graden av oredan om man vill - eller som några skrev - beskrivning tomrummet volymmässigt som bildas av den nya formen gentemot dess ursprungliga form när man klämmer ut kaviaren ur en tub, och precis som med en kaviartub så kan man inte utan arbete (som ökar entropin på någon annan ställe som konsekvens) mata tillbaka innehållet igen - Med andra ord entropi (oredan) ökar alltid så fort det är någon som helst verksamhet i inom systemet...
Med andra ord när arbetsrummet/labbet med tiden har rejäl oreda så får man skylla på Entropin ökar - men också beviset att något faktiskt händer - arbete utförs.
Därför är labbet inte så välstädat - då välstädat betyder att inget görs eller så har man kostsam kylmaskinsarbete (dvs städar själv eller inhyrt) för att hålla ned entropin (nivån på oredan) och totalverkningsgraden blir lägre
[1] Joule-Thomsom effekten - vilket löst kan beskrivas som att avståndet mellan molekylerna är särade med plastspiralfjädrar med neodymmagneter (vända att de dras emot varandra) i sina ändar - utsträckta så ser inte magneterna varandra utan plastfjäderkonstanten dominerar hela systemets fjädringsegenskaper - men vid hårdare kompression och magneterna kommer närmare varandra så börja magneterna se varandra och dras mot varandra och ökar inte motståndet riktigt linjärt med hoppressningsgraden och den minskade motståndsgraden kan också ses som att arbete utförs (dvs mediat själv hjälper till att komprimera sig själv en smula genom att ge något mindre motstånd i kompressionen) pga. då molekylerna inte stöter ifrån sig mot varandra lika hårt som de borde göra när trycket ökar och resultatet syns som något höjd värmekapacitet - därför avges det något mer värmemängd vid kompression än arbetet för själva kompressionen.
När gasen sedan expanderas (fjädern sträcks ut och magneterna säras mer) så kostar det arbete och det ger resultat att gasen kyls lite extra vid expansion och vid luft genom renblåsningsmunstycke ger ca 1 grad temperatursänkning när den passerar trängsta delen av strypningen. denna påverka är mindr ju längre ifrån aktuella gasens kritiska temperatur och tryck vilket gör att temperaturen sjunker väldigt lite för luft medans koldioxid med kritisk temperatur av ca 31 grader C kyler sig väldigt mycket när det expanderar genom ett strypmunstycke och därav fortfarande fungerar tillräckligt bra i överkritiska kylmaskinslingor där gasen aldrig kondenserar i kondensorn för att temperaturen är över 31 grader C.
- varför det inte blir kallare vid renblåsning beror på att luften utför ingen arbete i expansionen när det blåser ut ur en munstycke och arbetet för impulskraften av flödet som ändå genererar flödet - kommer av värmemängden av temperatursänkning pga. tryckminskning i trycktanken innan luften går igenom avtappningshålet - efter det är luften bara en 'stång' som förmedlar kraft...
