Cuando se llena un globo, las partículas ejercen fuerza sobre la superficie del globo. ¿Eso significa que las partículas de gas están perdiendo energía?

Tienes razón al pensar que las moléculas pierden energía, porque este es el caso cuando el globo no está en equilibrio con su entorno. La energía térmica (y, por lo tanto, la temperatura) del globo está directamente relacionada con la energía cinética promedio de las moléculas dentro de él. Esto no significa que cada molécula tenga energía constante, solo un promedio constante con las demás.

Dicho esto, lo único que podemos concluir es que cuando el globo tiene la misma temperatura que el ambiente, las colisiones con el globo son en promedio perfectamente elásticas. Esto es demostrado por nuestros modelos mecánicos estadísticos donde asumimos que las colisiones en el límite del globo son perfectamente elásticas, lo que resulta en un modelo donde estas colisiones no están asociadas con la pérdida de energía. Tenga en cuenta que esto solo es válido para un sistema a temperatura constante: tan pronto como diga que el globo se está expandiendo, calentando, contrayendo o enfriando, esta imagen ya no es válida y debemos suponer que la energía se está perdiendo o ganando.

Espero que esto tenga sentido! ¡Y espero que mi respuesta no sea demasiado extensa!

Si. Pero recuperan esa energía de los alrededores.

Dos puntos para recordar aquí:

1. Las colisiones no hacen que el gas pierda energía significativa. Esto significa que la pérdida de energía es muy lenta.
2. Un globo es un sistema isotérmico, lo que significa que cualquier energía que los gases pierdan ejerciendo fuerza sobre la superficie del globo que obtienen de los alrededores.

La temperatura es una medida de la energía promedio de las partículas de gas. A medida que pierden energía, la temperatura debería bajar. Cuando la temperatura baja, se desarrollará un gradiente entre los alrededores y el contenido del globo. Incluso en el globo más aislado, se producirá transferencia de calor (aunque muy lentamente), con transferencia de calor desde los alrededores al globo.

Estas transferencias de energía entre partículas de gas, el globo y el medio ambiente son pequeñas y continuas.

No.

De hecho, las partículas ejercen fuerza sobre la superficie, pero la superficie también ejerce fuerza sobre las partículas. Entonces hay una transferencia de energía del aire al globo y del globo al aire. Esas dos transferencias se cancelan.