Від чого залежить тиск газу?
Причина тиску газів пов’язана з хаотичним швидким рухом молекул. Через це молекули газу стикаються з поверхнями. Так як молекул багато, то їх множинні удари створюють тиск.
Гази займають весь наданий їм об’єм, так як їх молекули не пов’язані між собою.
Зрозуміло, що чим обсяг більший, тим кількість молекул в одиниці об’єму буде менше. Отже, менше молекул буде вдаряти по поверхні, і, значить, тиск газу буде менше.
Таким чином тиск і об’єм газу знаходяться в оберненій залежності: чим більший об’єм, тим менше тиск, і чим менше об’єм, тим більше тиск. При цьому треба мати на увазі, що маса газу і температура вважаються незмінними.
На відміну від рідин і твердих тіл, гази легко стискаються. Це пов’язано з тим, що молекули газу знаходяться далеко один від одного і їх легко можна “посунути” один до одного. Це означає, що об’єм, а, отже, і тиск газу легко змінювати.
Як відомо, при більш високій температурі молекули речовин починають швидше рухатися (у разі газів) або коливатися (у випадку твердих речовин). Якщо в газі молекули рухаються швидше, то вони частіше і сильніше вдаряють по поверхнях. Це означає, що тиск газу збільшується.
Таким чином тиск і температура газу знаходяться в прямопропорційній залежності: чим більше температура, тим більше тиск, і чим менше температура, тим менше тиск. Це правило завжди виконується за умови, якщо об’єм і маса газу залишаються незмінними.
Існує безліч дослідів, які підтверджують ці залежності.
Якщо несильно надуту кульку покласти в теплу воду, то вона збільшиться. Це пов’язано з тим, що газ усередині кульки нагріється, і молекули почнуть сильніше бити по стінках кульки, тобто надавати на стінки більший тиск. Від цього кульку злегка роздувається.
Якщо, знову-таки, несильно надуту повітряну кульку покласти в герметичну ємність, з якої потім відкачати повітря, то кулька роздується. Тут ефект пов’язаний з тим, що коли повітря в ємності присутнє, то тиск на стінки кульки ззовні і зсередини однакові. Коли ж повітря відкачане, то зовнішній тиск сильно зменшується, а внутрішній залишається колишнім.
Якщо в трубці з одного боку буде поршень, а з іншого гумова плівка, то при русі поршня вниз плівка буде розтягуватися вниз, так як об’єм газу буде зменшуватися, отже, тиск збільшуватися. Це тиск, який більше зовнішнього тиску повітря, і буде розтягувати плівку.
Якщо ж рухати поршень вгору, то плівка буде “засмоктуватися” всередину трубки. Це пов’язано з тим, що об’єм газу збільшується, отже, тиск зменшується. Зовнішній тиск повітря тисне на плівку сильніше внутрішнього і “заштовхує” її всередину трубки.
Крім того, у газу тиск змінюється з висотою стовпа газу.
Причина та ж, що і у рідині, – вага внаслідок тяжіння до Землі. Однак, внаслідок розрідженості молекул газу, його вага незначна у порівнянні з твердими тілами і рідинами таких же об’ємів. Тому даною зміною тиску часто Нехтують.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)