¿Cómo y dónde se libera la energía como calor cuando los gases se comprimen? ¿Por qué el espacio reducido permite menos almacenamiento de energía?

El calor puede ser transferido fuera del gas a través de intercambiadores de calor que enfrían el gas mientras el gas es comprimido, o simplemente después. Esto tiene lugar en la planta embotelladora, por lo que como usuario no lo verá. Cuando los tanques están en el camión, están cerca de la temperatura ambiente. El calor generado durante la compresión a menudo se desperdicia en la planta …

El caudal en el punto de uso en un laboratorio típico es tan pequeño que es probable que no note que el cilindro se enfría significativamente a medida que la menor cantidad de gas en el tanque se expande para llenar el volumen del tanque. Si realmente desea refrigeración, el nitrógeno líquido está disponible y se usa con frecuencia.

No entiendo su pregunta “¿Por qué el espacio reducido permite menos almacenamiento de energía?” cuando lo que nos interesa es el almacenamiento del propio gas. Si está considerando el almacenamiento de energía, el aire comprimido se usó realmente como un medio de almacenamiento de energía hace más de 100 años en los carros en Francia (sistema Mekarski), pero para proporcionar suficiente flujo para alimentar bien los trenes, los tanques de almacenamiento tenían que Se calienta para que los cilindros no se enfríen.

Una solución para esto es usar compresores adiabáticos (es decir, no se elimina el calor durante la compresión) y los tanques de almacenamiento aislados, pero en ese caso la cantidad de energía que se puede almacenar está limitada por las consideraciones de seguridad de temperatura y presión para el tanque de almacenamiento.

Creo que estás preguntando por qué los gases se calientan cuando se comprimen.

Míralo de esta manera. Tome una jarra de nitrógeno de un galón. Imagina las moléculas rebotando. Hay una cierta cantidad de energía cinética en el trabajo. Lo que llamamos temperatura es una medida del movimiento total de todas esas moléculas por unidad de área.

Ahora, comprime ese galón en un dedal. Todavía tienes la misma cantidad de energía cinética. No se fue a ninguna parte, solo se comprimió en menos espacio. El mismo movimiento total en un volumen mucho menor = temperatura más alta.