Varför tryckluftsdon blir kalla
Alla som har använt en burk med tryckluft för att rengöra sin dator eller sitt tangentbord vet att burken snabbt blir ganska kall vid beröring. Den här videon från Minute Physics undersöker en del av termodynamiken bakom denna process. Henry identifierar först några förklaringar som inte riktigt stämmer överens med observationerna, innan han fokuserar på innehållet i burken: 1,1-difluoretan. I den förseglade burken befinner sig denna kemikalie i en jämvikt mellan en del vätska och en del ånga. Men när trycket släpps ut genom att öppna munstycket kokar vätskan, vilket genererar extra ånga och kyler det som finns kvar i behållaren.
Och även om det inte är en bra förklaring till tryckluftsdonens kylning, är kylningen av en expanderande gas mycket viktig i tillämpningar som supersoniska vindtunnlar. Den första ekvationen som du ser vid 0:36 i videon (för isentropisk adiabatisk expansion) är nyckeln till vad som händer i ett munstycke med överljudsflöde. När flödet accelererar till överljudshastigheter sjunker dess temperatur dramatiskt. När jag gick på forskarutbildningen var vi faktiskt tvungna att förvärma vår hypersoniska vindtunnel (på ungefär samma sätt som du skulle förvärma din ugn hemma) innan vi körde Mach 6, eftersom temperaturen i testsektionen annars skulle sjunka så lågt att syret skulle bli flytande i luften! (Bild och video: Minute Physics)