Por que o chifre do dióxido de carbono extintor de incêndio se tornar frio?

A razão pela qual o bocal se torna frio tão rapidamente é relacionada com a primeira lei da termodinâmica - a mudança na energia interna de um sistema é igual à quantidade de calor que ganharam mais o trabalho feito no mesmo. Você pode observar isso em efeito se você já usou uma bomba de bicicleta, como quando você bomba muito rapidamente, o dispositivo começa a aquecer, apesar de nenhum calor foi transferido para o sistema. Empurrando a alavanca da bomba, você se exercitar no ar no interior, aumentando a sua energia interna.

O dióxido de carbono dentro do seu extintor é a uma pressão extremamente alta. Quando o extintor de fogo, permite que o gás se escape através do bocal, e à medida que flui para fora que se expande rapidamente, fazendo o trabalho sobre a atmosfera circundante no processo. Como o faz trabalhar suas quedas interno da energia, por isso se torna mais frio. A diferença de pressão entre o interior do extintor e a atmosfera circundante é elevado, de modo que o efeito de arrefecimento é bastante surpreendente.

Um processo adiabático é aquele em que nenhuma energia o calor é transferido entre o sistema e seu ambiente. A expansão do gás que se escapa do extintor é tão rápida que pode aproximar os resultados por descrever este processo como adiabática, embora, de facto, o calor é transferido entre o ambiente e o gás como o gás aqueça. Por um processo adiabático, a quantidade de trabalho realizado pelo gás é igual à alteração da sua energia interna.

Não é apenas o dióxido de carbono que se torna mais frio - esfria rapidamente seus arredores também. As moléculas no ar circundante e os átomos do metal no corno colidem com as moléculas de dióxido de carbono frio, a transferência de energia para isso e fazendo-se aquecer gradualmente para cima. O metal no bocal é um excelente condutor de calor, de modo que ele pode rapidamente transferir calor para o dióxido de carbono. É por isso que o chifre do metal parece tão frio - o dióxido de carbono é frio e o metal está a perder rapidamente o calor para ele.