Как объяснить давление которое производит газ на стенки сосуда

В жизни мы встречаем газообразное состояние вещества, когда чувствуем запахи. Запах очень легко распространяется, потому что газ не имеет ни формы, ни объема (он занимает весь предоставленный ему объем), состоит из хаотично движущихся молекул, расстояние между которыми больше, чем размеры молекул.

Агрегатных состояния точно три?

На самом деле, есть еще четвертое – плазма. Звучит, как что-то из научной фантастики, но это просто ионизированный газ – газ, в котором помимо нейтральных частиц, есть еще и заряженные. Ионизаторы воздуха как раз строятся на принципе перехода из газообразного вещества в плазму.

Давление газа

Мы только что выяснили, что молекулы газа беспорядочно движутся. Во время движения они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором этот газ находится. Поскольку молекул много, ударов тоже много.

Например, в комнате, в которой вы сейчас находитесь, на каждый квадратный сантиметр за 1 с молекулами воздуха наносится столько ударов, что их количество выражается двадцати трехзначным числом.

Хотя сила удара отдельной молекулы мала, действие всех молекул о стенки сосуда приводит к значительному давлению. Это как если бы один комар толкал машину, то она бы и не сдвинулась с места, а вот пару сотен миллионов комаров вполне себе способны эту машину сдвинуть.

Зависимость давления от других величин

Зависимость давления от объема

В механике есть формула давления, которая показывает: давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади, на которую эта сила оказывается.

Давление

p = F/S

p – давление [Па]

F – сила [Н]

S – площадь [м^2]

То есть, если наши двести миллионов комаров будут толкать легковую машину, они распределятся по меньшей площади, чем если бы они толкали грузовой автомобиль (просто потому что легковая меньше грузовика).

Из формулы давления следует, что давление на легковой автомобиль будет больше из-за меньшей площади.

Давайте рассмотрим аналогичный пример с двумя сосудами разной площади.

Давление в левом сосуде будет больше, чем во втором, по аналогичной схеме – потому что площадь меньше. Но если площадь основания меньше, то и объем меньше. Это значит, что давление будет зависеть от объема следующим образом: чем больше объем, тем меньше давление – и наоборот.

При этом зависимость будет не линейная, а примет вот такой вид (при условии, что температура постоянна):

Такая зависимость называется законом Бойля-Мариотта.

Она экспериментально проверяется с помощью такой установки.

Объем шприца увеличивают с помощью насоса, а манометр измеряет давление. Эксперимент показывает, что при увеличении объема давление действительно уменьшается.

Зависимость давления от температуры

Рассмотрим зависимость давления газа от температуры при условии неизменного объема определенной массы газа. Эти исследования были впервые произведены в Жаком Шарлем.

Газ нагревался в большой колбе, соединенной с ртутным манометром в виде узкой изогнутой трубки. Пренебрегая ничтожным увеличением объема колбы при нагревании и незначительным изменением объема при смещении ртути в узкой манометрической трубке.

Таким образом, можно считать объем газа неизменным. Подогревая воду в сосуде, окружающем колбу, измеряли температуру газа по термометру, а соответствующее давление – по манометру.

Этот эксперимент показал, что давление газа увеличивается с увеличением температуры. Это связано с тем, что при нагревании молекулы газа движутся быстрее, из-за чего чаще ударяются о стенки сосуда.

С температурой все проще. Зависимость давления от температуры при постоянных объеме и массе будет линейно:

Эта зависимость называется законом Шарля.

Хранение и транспортировка газов

Если нужно перевезти значительное количество газа из одного места в другое, или когда газы необходимо длительно хранить – их помещают в специальные прочные металлические сосуды. Из-за того, что при уменьшении объема увеличивается давление, газ можно закачать в небольшой баллон, но он должен быть очень прочным.

Сосуды, предназначенные для транспортировки газов, выдерживают высокие давления. Поэтому с помощью специальных насосов (компрессоров) туда можно закачать значительные массы газа, которые в обычных условиях занимали бы в сотни раз больший объем.

Поскольку давление газов в баллонах даже при комнатной температуре очень велико, их ни в коем случае нельзя нагревать. Например, держать под прямыми лучами солнца или любым способом пытаться сделать в них отверстие, даже после использования.

Понимать и любить этот мир проще, когда разбираешься в физике. В этом помогут небезразличные и компетентные преподаватели онлайн-школы Skysmart.

Чтобы формулы и задачки ожили и стали более дружелюбными, на уроках мы разбираем примеры из обычной жизни современных подростков. Приходите на бесплатный вводный урок по физике и начните учиться в удовольствие уже завтра!

Источник

2 ответа:

1 0

Вы видели, что происходит, когда боксёр “колотит” ” боксёрскую грушу”. От одного удара она чуть покачнётся, а когда удары следуют подряд один за другим, то она вообще отклоняется от своего первоначального положения в ту сторону, куда направлены удары. Точно так же молекулы газов летают, и ударяют по стенкам сосуда. А в 1 моле газа (в 22,4 л при нормальных условиях, т.е. при атмосферном давлении и температуре 0°С ) содержится примерно 600 000 000 000 000 000 000 000 молекул. и каждая ударяет по стенке. Вот так и возникает давление.

0 0

Летание молекул и их стуканье – это бред из теории МКТ. Сама теория МКТ – это лженаука! Поэтому все что написано выше, пропустите мимо ушей.

Молекула газа имеет вокруг себя упругую электромагнитную оболочку. Поэтому Давление – это степень прижатости молекулы к стенки сосуда. Чем сильней Вы прижимаете молекулу к стенки сосуда, тем сильней она старается от нее оттолкнуться. Вот эта Сила отталкивания или Сила упругости (как Вам больше нравится) и есть Давление.

Читайте также

Если выбирать только этих фирм – то посоветовать не смогу!

А вот если просто посоветовать, то мой совет будет таким:

Очень-очень давно стоял выбор, что собственно купить и знающие люди посоветовали AND UA-767…

Сейчас он уже более современный – разные буковки в конце…

Основа остаётся той же, что и давным давно, только сервиса появилось больше…

Короче: это устройство зарекомендовало себя с очень хорошей стороны, да что там с хорошей – просто отличной!

У нас работает черти сколько, хотя более современное устройство, относительно того, что нам советовали.

Так и у них (советчиков) оно то же работает и за всё время ни одной проблемы или жалобы.

За день прибегаем к его услуги по два-три раза и так на протяжении…не буду писать сколько лет!

Будет желание, в инете найдите именно эту модель, желательно что бы на этот момент у Вас был бы собственный тонометр, а то давление может подскочить 😉

Удачи в выборе!

Фото именно нашего ПОМОЩНИКА:

Мультиварка MOULINEX CE 4000 COOK имеет неоценимое преимущество перед себе подобными – она имеет два уровня давления (низкое и высокое). Благодаря этим функциям блюда приготовляются быстро, а аромат их сохраняется довольно долго.

Предлагаю двухмесячный курс виотиков: глицин по 2 таблетки 3 раза в день, рассасывать, через 30 минут после глицина по 1 таблетке лимонтара. Хорошо тонизируют витамины группы В, могу предложить магне В6 по 2 таб 3 раза в день. Все абсолютно безвредно, если нет аллергии.Будьте здоровы.

Скорее всего да, так как часто врачи при внутричерепном давление рекомендуют сделать томограмму.По краиней мере при обследование после ишемического инсульта,нам все наши проблемы объяснили очень очень точно.

Возьмите иглу, с продетой ниткой, линейку.Длина двойной нити равна 5-7 см, линейка не мнее 20 см. Находим пульс на левой руке, прикладываем линейку на это место по направлению к локтю. Рука свободно лежит на горизонтально поверхности, линейка не должна соскальзывать и сдвигаться. В правой руке держим иглу за узелок нитки. Не касаемся линейки иглой, медленно ведем вдоль линейки.

Игла не должна колебаться, ведите ее аккуратно, не дергая. Запомните деление, где игла начнет двигаться и ведите иглу дальше, она должна успокоится. Там, где будет следующее движение иглы – отмечаем цифру верхнего артериального давления.Эти два значения в сантиметрах умножьте на десять.

Это и будут примерные цифры вашего давления.

Но все же лучше пользоваться тонометром.

Источник

Макеты страниц

Стенки сосуда, в котором заключен газ, подвергаются непрерывной бомбардировке молекулами. В результате элементу стенки сообщается за секунду некоторый импульс, который равен силе, действующей на . Отношение этой силы к величине дает давление, оказываемое газом на стенки сосуда. Вследствие хаотичности движения молекул давление газа на различные участки стенок сосуда одинаково (разумеется, при условии, что газ находится в равновесном состоянии).

Если предположить, что молекулы отскакивают от стенки по закону зеркального отражения величина скорости молекулы не изменяется, то импульс, сообщаемый при ударе стенке молекулой, будет равен (рис. 96.1; – масса молекулы). Этот импульс направлен по нормали к площадке. Каждая из молекул (см. (95.2)) сообщает стенке импульс а все эти молекулы – импульс

Просуммируем полученное выражение по направлениям в пределах телесного угла (отвечающего изменениям Ф от 0 до и изменениям от 0 до .

Рис. 96.1.

В результате получим импульс, сообщаемый молекулами, скорости которых имеют величину от v до

(мы подставили выражение (94.4) для Интегрирование по дает интеграл по равен 1/3. Следовательно,

Проинтегрировав это выражение по скоростям от 0 до получим полный импульс, сообщаемый площадке за время

Выражение

представляет собой среднее значение квадрата скорости молекул. Заменив в (96.1) интеграл произведением получим, что

есть число молекул в единице объема). Наконец, разделив это выражение на и получим давление газа на стенки сосуда:

Масса всех молекул по предположению одинакова. Поэтому ее можно внести под знак среднего. В результате выражение (96.2) примет вид

где – среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул.

Получим выражение для давления, исходя из упрощенных представлений, которые привели нас к формуле (95.7). Согласно этим представлениям каждая молекула сообщает стенке при ударе импульс Умножив этот импульс на число ударов (см. (95.7)), получим импульс, сообщаемый единичной площадке в единицу времени, т. е. давление.

Таким образом, получается формула

Эта формула отличается от (96.2) тем, что вместо среднего квадрата скорости стоит квадрат средней скорости Впоследствии (см. § 97) мы убедимся в том, что эти две величины отличаются друг от друга, т. е.

При более аккуратном подсчете нужно число молекул, определяемое формулой (95.8), умножить на и затем произвести суммирование по всем V. В результате получится импульс, сообщаемый площадке за время

Разделив это выражение на и получим для давления формулу (96-2). Таким образом, исходя из упрощенного представления о движении молекул вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений, мы получили точное выражение для давления. Это объясняется тем, что указанное упрощение приводит, с одной стороны, к занижению числа ударов молекул о стенку вместо см. (95.6) и (95.7)), а с другой – к завышению импульса, передаваемого стенке при каждом ударе. При упрощенном выводе мы принимали, что при каждом ударе стенке сообщается импульс, равный . В действительности же величина сообщаемого стенке импульса зависит от угла вследствие чего средний импульс, сообщаемый при одном ударе, равен . В итоге обе неточности взаимно компенсируют друг друга и, несмотря на упрощенность рассмотрения, получается точное выражение для давления.

Источник