Aký je tlak plynu, kvapaliny a pevnej látky

Aký je tlak plynu, kvapaliny a pevnej látky
Aký je tlak plynu, kvapaliny a pevnej látky
Anonim

Už v starovekom svete ľudia tušili, aký je v skutočnosti tlak vzduchu a kvapalín. Niektoré z myšlienok o atómovej štruktúre hmoty sa k nám dostali v básni „O povahe vecí“od Lucretia Cara, a to je obdobie staroveku, pričom vlastnosti tlaku boli efektívne využívané už v starovekom Egypte. Kňazi použili zohriaty a expandovaný plyn na „magické“otvorenie dverí chrámov a stavitelia použili hydraulický výťah na zdvíhanie ťažkých kamenných blokov.

čo je tlak
čo je tlak

Na otázku, čo je tlak ako fyzikálna veličina, dnes odpovedajú: rovná sa pomeru sily k jednotke plochy. Preto sú tlak vzduchu, tlak tekutiny v nádobe a tlak pevného telesa na podložke podobné javy. Keďže zahŕňajú silu, je možné vyvinúť tlak na vykonanie práce (čo používali podnikaví staroegyptskí kňazi).

S tlakom pevného telesa na podperu je v princípe všetko jasné. Hmotnosť tela je sila a je rozdelená plochou kontaktu tela s podperou. Ale v kvapaline a plyne častice nie sú v pokoji. Sú neustále v pohybe, buď chaotický Brownov, alebo riadený prenos vplyvom vonkajších síl alebo vnútorných podmienok systému. Tlak vzniká nárazom častíc na stenyplavidlo.

statický tlak
statický tlak

Sila, ktorá sa podieľa na vytváraní tlaku, je v tomto prípade hybnosť, ktorú každá častica vydá za jednotku času. Odkiaľ pochádza hybnosť a sila, pochopíme, ak si spomenieme na vzorce kinematiky, ktoré popisujú elastickú zrážku telies. Molekula alebo atóm kvapaliny a plynu sa považuje za elastickú guľu. Vo vnútri kvapalnej a plynnej látky sa častice neustále navzájom zrážajú, vymieňajú si energiu a hybnosť. Preto tlak existuje nielen vo vzťahu k stene nádoby, ale aj vo vnútri akejkoľvek látky.

Aj vo vákuu je vždy určité množstvo častíc, ktoré v ňom vytvárajú malý tlak. Je pravda, že nejaký čas trvalo zistiť, že takýto tlak existuje vo vákuu. Spočiatku sa verilo, že vákuum je absolútna prázdnota a vytvára nulový tlak. Fyzika v školskom kurze používa tento predpoklad aj teraz.

fyzika tlaku
fyzika tlaku

Vráťme sa k pohybu častíc. Pomôže nám to pochopiť, čo je tlak kinetický a statický. Keď sú častice v chaotickom tepelnom pohybe, ktorý je konštantný, vzniká statický tlak. Keď na systém pôsobí akýkoľvek vonkajší vplyv a v pohybe častíc sa objavia prevládajúce smery, tieto isté častice začnú vyvíjať kinetický tlak.

Statický tlak možno pozorovať napríklad na dne vane naplnenej vodou. Ak otvoríte kohútik, padajúci prúd vody vytvorí dodatočný kinetický tlak. Zjednodušene sa dá vypočítať na základe toho istéhoúvahy, ktoré boli opísané vyššie v súvislosti s elastickými zrážkami častíc. Prúd má merateľnú rýchlosť a pri náraze si vymieňa hybnosť s dnom kúpeľa. Celkový tlak systému (vodný kúpeľ) sa bude rovnať súčtu statického a kinetického tlaku.

Odporúča: