Presioni është një sasi fizike që llogaritet si më poshtë: pjesëtoni forcën e presionit me zonën në të cilën vepron kjo forcë. Forca e presionit përcaktohet nga pesha. Çdo objekt fizik ushtron presion sepse ka të paktën një peshë. Artikulli do të diskutojë në detaje presionin në gazra. Shembujt do të ilustrojnë nga çfarë varet dhe si ndryshon.
Dallimi në mekanizmat e presionit të substancave të ngurta, të lëngshme dhe të gazta
Cili është ndryshimi midis lëngjeve, trupave të ngurtë dhe gazrave? Dy të parat kanë vëllim. Trupat e ngurtë ruajnë formën e tyre. Një gaz i vendosur në një enë zë të gjithë hapësirën e tij. Kjo është për shkak të faktit se molekulat e gazit praktikisht nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Prandaj, mekanizmi i presionit të gazit është dukshëm i ndryshëm nga mekanizmi i presionit të lëngjeve dhe trupave të ngurtë.
Le të ulim peshën në tryezë. Nën ndikimin e gravitetit, pesha do të vazhdonte të lëvizte poshtë nëpër tryezë, por kjo nuk ndodh. Pse? Sepse molekulat e tabelës po i afrohen molekulave ngame të cilën bëhet pesha, distanca ndërmjet tyre zvogëlohet aq shumë saqë midis grimcave të peshës dhe tryezës lindin forca refuzuese. Tek gazrat, situata është krejtësisht e ndryshme.
Presioni atmosferik
Para se të shqyrtojmë presionin e substancave të gazta, le të prezantojmë një koncept pa të cilin shpjegimet e mëtejshme janë të pamundura - presioni atmosferik. Ky është efekti që ka ajri (atmosfera) rreth nesh. Ajri vetëm na duket pa peshë, në fakt ai ka peshë dhe për ta vërtetuar këtë, le të bëjmë një eksperiment.
Do ta peshojmë ajrin në një enë qelqi. Ajo hyn atje përmes një tubi gome në qafë. Hiqni ajrin me një pompë vakum. Le të peshojmë balonën pa ajër, pastaj hapim rubinetin dhe kur të hyjë ajri, pesha e tij do t'i shtohet peshës së balonës.
Presion në enë
Le të kuptojmë se si veprojnë gazrat në muret e enëve. Molekulat e gazit praktikisht nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën, por ato nuk shpërndahen nga njëra-tjetra. Kjo do të thotë që ata ende arrijnë në muret e anijes dhe më pas kthehen. Kur një molekulë godet murin, ndikimi i saj vepron në enë me njëfarë force. Kjo fuqi është jetëshkurtër.
Një shembull tjetër. Le të hedhim një top në një fletë kartoni, topi do të kërcejë dhe kartoni do të devijojë pak. Le ta zëvendësojmë topin me rërë. Ndikimet do të jenë të vogla, as nuk do t'i dëgjojmë, por fuqia e tyre do të rritet. Fleta do të refuzohet vazhdimisht.
Tani le të marrim grimcat më të vogla, për shembull grimcat e ajrit që kemi në mushkëri. Ne fryjmë në karton, dhe ajo do të devijojë. Ne detyrojmëmolekulat e ajrit godasin kartonin, si rezultat, një forcë vepron mbi të. Çfarë është kjo fuqi? Kjo është forca e presionit.
Le të përfundojmë: presioni i gazit shkaktohet nga ndikimet e molekulave të gazit në muret e enës. Forcat mikroskopike që veprojnë në mure mblidhen dhe ne marrim atë që quhet forca e presionit. Rezultati i pjesëtimit të forcës sipas zonës është presioni.
Lind pyetja: pse, nëse merr një fletë kartoni në dorë, ajo nuk devijohet? Në fund të fundit, është në gaz, domethënë në ajër. Sepse ndikimet e molekulave të ajrit në njërën dhe anën tjetër të fletës balancojnë njëra-tjetrën. Si të kontrolloni nëse molekulat e ajrit godasin vërtet murin? Kjo mund të bëhet duke hequr ndikimet e molekulave në njërën anë, për shembull, duke pompuar ajrin.
Eksperiment
Ekziston një pajisje speciale - një pompë vakum. Ky është një kavanoz qelqi në një pjatë me vakum. Ka një copë litari gome në mënyrë që të mos ketë boshllëk midis kapakut dhe pllakës në mënyrë që ato të përshtaten fort me njëra-tjetrën. Një manometër është ngjitur në njësinë e vakumit, i cili mat ndryshimin në presionin e ajrit jashtë dhe nën kapuç. Rubineti lejon që zorra që çon në pompë të lidhet me hapësirën nën kapuç.
Vendosni një tullumbace pak të fryrë nën kapak. Për faktin se është pak i fryrë, ndikimet e molekulave brenda dhe jashtë topit kompensohen. E mbulojmë topin me një kapak, ndezim pompën e vakumit, hapim rubinetin. Në matësin e presionit, do të shohim se ndryshimi midis ajrit brenda dhe jashtë po rritet. Po një tullumbace? Ajo rritet në madhësi. Presioni, domethënë ndikimet e molekulavejashtë topit, duke u bërë më i vogël. Grimcat e ajrit brenda topit mbeten, kompensimi i goditjeve nga jashtë dhe nga brenda është shkelur. Vëllimi i topit rritet për faktin se forca e presionit të molekulave të ajrit nga jashtë merret pjesërisht nga forca elastike e gomës.
Tani mbyllni rubinetin, mbyllni pompën, hapni rubinetin përsëri, shkëputeni zorrën për të lënë ajër nën kapak. Topi do të fillojë të zvogëlohet në madhësi. Kur diferenca e presionit jashtë dhe nën kapak është zero, do të jetë e njëjta madhësi si para fillimit të eksperimentit. Kjo përvojë dëshmon se ju mund ta shihni presionin me sytë tuaj nëse është më i madh nga njëra anë se nga ana tjetër, d.m.th nëse gazi hiqet nga njëra anë dhe lihet nga ana tjetër.
Përfundimi është ky: presioni është një sasi që përcaktohet nga ndikimet e molekulave, por ndikimet mund të jenë më të shumta dhe më pak të shumta. Sa më shumë goditje në muret e enës, aq më i madh është presioni. Përveç kësaj, sa më e madhe të jetë shpejtësia e molekulave që godasin muret e enës, aq më i madh është presioni i prodhuar nga ky gaz.
varësia e presionit nga vëllimi
Le të themi se kemi një masë të caktuar të syrit, domethënë një numër të caktuar molekulash. Gjatë eksperimenteve që do të shqyrtojmë, kjo sasi nuk ndryshon. Gazi është në një cilindër me një pistoni. Pistoni mund të lëvizet lart e poshtë. Pjesa e sipërme e cilindrit është e hapur, ne do të vendosim një film elastik gome mbi të. Grimcat e gazit godasin muret e enës dhe filmin. Kur presioni i ajrit brenda dhe jashtë është i njëjtë, filmi është i sheshtë.
Nëse e lëvizni pistonin lart,numri i molekulave do të mbetet i njëjtë, por distanca ndërmjet tyre do të ulet. Ata do të lëvizin me të njëjtat shpejtësi, masa e tyre nuk do të ndryshojë. Megjithatë, numri i goditjeve do të rritet sepse molekula duhet të kalojë një distancë më të shkurtër për të arritur në mur. Si rezultat, presioni duhet të rritet, dhe filmi duhet të përkulet nga jashtë. Prandaj, me uljen e vëllimit, presioni i një gazi rritet, por kjo me kusht që masa e gazit dhe temperatura të mbeten të pandryshuara.
Nëse e lëvizni pistonin poshtë, distanca midis molekulave do të rritet, që do të thotë se koha që do t'u duhet atyre për të arritur në muret e cilindrit dhe filmit do të rritet gjithashtu. Goditjet do të bëhen më të rralla. Gazi jashtë ka një presion më të lartë se ai brenda cilindrit. Prandaj, filmi do të përkulet nga brenda. Përfundim: presioni është një sasi që varet nga vëllimi.
varësia e presionit nga temperatura
Supozojmë se kemi një enë me gaz në temperaturë të ulët dhe një enë me të njëjtin gaz në të njëjtën sasi në temperaturë të lartë. Në çdo temperaturë, presioni i një gazi është për shkak të ndikimeve të molekulave. Numri i molekulave të gazit në të dy enët është i njëjtë. Vëllimi është i njëjtë, kështu që distanca midis molekulave mbetet e njëjtë.
Ndërsa temperatura rritet, grimcat fillojnë të lëvizin më shpejt. Rrjedhimisht, numri dhe forca e ndikimeve të tyre në muret e anijes rritet.
Eksperimenti i mëposhtëm ndihmon për të verifikuar saktësinë e pohimit se ndërsa temperatura e një gazi rritet, presioni i tij rritet.
Merrshishe, qafa e së cilës mbyllet me tullumbace. E vendosim në një enë me ujë të nxehtë. Do të shohim që balona është fryrë. Nëse e ndryshoni ujin në enë në të ftohtë dhe vendosni një shishe aty, tullumbace do të shfryhet dhe madje do të tërhiqet brenda.
