Ang presyon ay isang pisikal na dami na kinakalkula tulad ng sumusunod: hatiin ang puwersa ng presyon sa lugar kung saan kumikilos ang puwersang ito. Ang puwersa ng presyon ay tinutukoy ng timbang. Ang anumang pisikal na bagay ay nagdudulot ng presyon dahil mayroon itong hindi bababa sa ilang timbang. Tatalakayin ng artikulo nang detalyado ang presyon sa mga gas. Ang mga halimbawa ay maglalarawan kung ano ito nakasalalay at kung paano ito nagbabago.
Ang pagkakaiba sa mga mekanismo ng presyon ng solid, liquid at gaseous substance
Ano ang pagkakaiba ng mga likido, solid at gas? Ang unang dalawa ay may volume. Ang mga solidong katawan ay nagpapanatili ng kanilang hugis. Ang isang gas na inilagay sa isang sisidlan ay sumasakop sa lahat ng espasyo nito. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga molekula ng gas ay halos hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Samakatuwid, ang mekanismo ng presyon ng gas ay makabuluhang naiiba sa mekanismo ng presyon ng mga likido at solid.
Ibaba natin ang timbang sa mesa. Sa ilalim ng impluwensya ng gravity, ang bigat ay patuloy na lilipat pababa sa talahanayan, ngunit hindi ito nangyayari. Bakit? Dahil ang mga molekula ng talahanayan ay lumalapit sa mga molekula mula sakung saan ang timbang ay ginawa, ang distansya sa pagitan ng mga ito ay bumababa nang labis na ang mga salungat na pwersa ay lumabas sa pagitan ng mga particle ng timbang at ng talahanayan. Sa mga gas, ganap na naiiba ang sitwasyon.
Atmospheric pressure
Bago isaalang-alang ang presyon ng mga gaseous substance, magpakilala tayo ng isang konsepto kung wala ang mga karagdagang paliwanag ay imposible - atmospheric pressure. Ito ang epekto ng hangin (atmosphere) sa paligid natin. Ang hangin ay tila walang timbang sa amin, sa katunayan ito ay may bigat, at upang patunayan ito, magsagawa tayo ng isang eksperimento.
Titimbangin natin ang hangin sa isang sisidlang salamin. Pumapasok ito doon sa pamamagitan ng rubber tube sa leeg. Alisin ang hangin gamit ang isang vacuum pump. Timbangin natin ang prasko nang walang hangin, pagkatapos ay buksan ang gripo, at kapag ang hangin ay pumasok, ang bigat nito ay idaragdag sa bigat ng prasko.
Presyon sa sisidlan
Ating alamin kung paano kumikilos ang mga gas sa mga dingding ng mga sisidlan. Ang mga molekula ng gas ay halos hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ngunit hindi sila nakakalat sa bawat isa. Nangangahulugan ito na naabot pa rin nila ang mga dingding ng sisidlan, at pagkatapos ay bumalik. Kapag ang isang molekula ay tumama sa dingding, ang epekto nito ay kumikilos sa sisidlan nang may kaunting puwersa. Ang kapangyarihang ito ay panandalian.
Isa pang halimbawa. Maghagis tayo ng bola sa isang sheet ng karton, ang bola ay tumalbog, at ang karton ay lilihis ng kaunti. Palitan natin ng buhangin ang bola. Maliit lang ang mga impact, hindi man lang natin maririnig, pero tataas ang kapangyarihan nila. Patuloy na tatanggihan ang sheet.
Ngayon ay kunin natin ang pinakamaliit na particle, halimbawa mga particle ng hangin na mayroon tayo sa ating mga baga. Hinipan namin ang karton, at ito ay lilihis. Pinipilit naminang mga molekula ng hangin ay tumama sa karton, bilang isang resulta, isang puwersa ang kumikilos dito. Ano ang kapangyarihang ito? Ito ang puwersa ng pressure.
Paghihinuha natin: ang presyon ng gas ay sanhi ng mga epekto ng mga molekula ng gas sa mga dingding ng sisidlan. Ang mga puwersang mikroskopiko na kumikilos sa mga dingding ay nagdaragdag, at nakukuha natin ang tinatawag na puwersa ng presyon. Ang resulta ng paghahati ng puwersa ayon sa lugar ay pressure.
Bumangon ang tanong: bakit, kung kukuha ka ng isang sheet ng karton sa iyong kamay, hindi ito lumilihis? Pagkatapos ng lahat, ito ay nasa gas, iyon ay, sa hangin. Dahil ang mga epekto ng mga molekula ng hangin sa isa at sa kabilang panig ng sheet ay nagbabalanse sa isa't isa. Paano suriin kung ang mga molekula ng hangin ay talagang tumama sa dingding? Magagawa ito sa pamamagitan ng pag-alis ng mga epekto ng mga molekula sa isang panig, halimbawa, sa pamamagitan ng pagbomba ng hangin.
Eksperimento
May espesyal na device - isang vacuum pump. Isa itong glass jar sa vacuum plate. Mayroon itong gasket na goma upang walang puwang sa pagitan ng takip at plato upang magkasya sila nang mahigpit sa isa't isa. Ang isang manometer ay nakakabit sa vacuum unit, na sumusukat sa pagkakaiba sa presyon ng hangin sa labas at sa ilalim ng hood. Ang gripo ay nagbibigay-daan sa hose na humahantong sa pump na maikonekta sa espasyo sa ilalim ng hood.
Maglagay ng bahagyang napalaki na lobo sa ilalim ng takip. Dahil sa ang katunayan na ito ay bahagyang napalaki, ang mga epekto ng mga molekula sa loob ng bola at sa labas nito ay nabayaran. Tinatakpan namin ang bola na may takip, i-on ang vacuum pump, buksan ang gripo. Sa pressure gauge, makikita natin na lumalaki ang pagkakaiba ng hangin sa loob at labas. Paano ang isang lobo? Tumataas ang laki nito. Presyon, iyon ay, mga epekto ng mga molekulasa labas ng bola, lumiliit. Ang mga particle ng hangin sa loob ng bola ay nananatili, ang kabayaran ng mga shocks mula sa labas at mula sa loob ay nilabag. Lumalaki ang volume ng bola dahil sa ang katunayan na ang puwersa ng presyon ng mga molekula ng hangin mula sa labas ay bahagyang kinuha ng nababanat na puwersa ng goma.
Ngayon isara ang gripo, patayin ang pump, buksan muli ang gripo, idiskonekta ang hose upang magkaroon ng hangin sa ilalim ng takip. Ang bola ay magsisimulang lumiit sa laki. Kapag ang pagkakaiba ng presyon sa labas at sa ilalim ng takip ay zero, ito ay magiging kapareho ng laki noong bago magsimula ang eksperimento. Ang karanasang ito ay nagpapatunay na makikita mo ang presyon sa iyong sariling mga mata kung ito ay mas malaki sa isang panig kaysa sa kabilang panig, ibig sabihin, kung ang gas ay aalisin sa isang gilid at iniwan sa kabilang panig.
Ang konklusyon ay ito: ang presyon ay isang dami na tinutukoy ng mga epekto ng mga molekula, ngunit ang mga epekto ay maaaring mas marami at mas kaunti. Ang mas maraming mga hit sa mga dingding ng sisidlan, mas malaki ang presyon. Bilang karagdagan, mas malaki ang bilis ng mga molekula na tumatama sa mga dingding ng sisidlan, mas malaki ang presyur na ginagawa ng gas na ito.
Dependence ng pressure sa volume
Sabihin nating mayroon tayong tiyak na masa ng mata, iyon ay, isang tiyak na bilang ng mga molekula. Sa kurso ng mga eksperimento na aming isasaalang-alang, ang dami na ito ay hindi nagbabago. Ang gas ay nasa isang silindro na may piston. Ang piston ay maaaring ilipat pataas at pababa. Ang itaas na bahagi ng silindro ay bukas, maglalagay kami ng isang nababanat na goma na pelikula dito. Ang mga particle ng gas ay tumama sa mga dingding ng sisidlan at sa pelikula. Kapag pareho ang presyon ng hangin sa loob at labas, flat ang pelikula.
Kung itataas mo ang piston,ang bilang ng mga molekula ay mananatiling pareho, ngunit ang distansya sa pagitan ng mga ito ay bababa. Sila ay gumagalaw sa parehong bilis, ang kanilang masa ay hindi magbabago. Gayunpaman, ang bilang ng mga hit ay tataas dahil ang molekula ay kailangang maglakbay ng mas maikling distansya upang maabot ang pader. Bilang isang resulta, ang presyon ay dapat tumaas, at ang pelikula ay dapat yumuko palabas. Samakatuwid, sa pagbaba ng volume, ang presyon ng isang gas ay tumataas, ngunit ito ay ibinigay na ang masa ng gas at ang temperatura ay nananatiling hindi nagbabago.
Kung ibababa mo ang piston, tataas ang distansya sa pagitan ng mga molekula, na nangangahulugan na ang oras na aabutin ng mga ito upang maabot ang mga dingding ng silindro at tataas din ang pelikula. Ang mga hit ay magiging mas bihira. Ang gas sa labas ay may mas mataas na presyon kaysa sa nasa loob ng silindro. Samakatuwid, ang pelikula ay yumuko sa loob. Konklusyon: ang pressure ay isang dami na nakadepende sa volume.
Pag-asa ng presyon sa temperatura
Ipagpalagay na mayroon tayong sisidlan na may gas sa mababang temperatura at sisidlan na may parehong gas sa parehong dami sa mataas na temperatura. Sa anumang temperatura, ang presyon ng isang gas ay dahil sa mga epekto ng mga molekula. Ang bilang ng mga molekula ng gas sa parehong mga sisidlan ay pareho. Ang volume ay pareho, kaya ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay nananatiling pareho.
Habang tumataas ang temperatura, ang mga particle ay nagsisimulang gumalaw nang mas mabilis. Dahil dito, tumataas ang bilang at lakas ng mga epekto nito sa mga dingding ng sisidlan.
Tumutulong ang sumusunod na eksperimento na i-verify ang kawastuhan ng pahayag na habang tumataas ang temperatura ng gas, tumataas ang presyon nito.
Kuninbote, na ang leeg nito ay sarado gamit ang isang lobo. Ilagay ito sa isang lalagyan ng mainit na tubig. Makikita natin na ang lobo ay napalaki. Kung papalitan mo ng malamig ang tubig sa lalagyan at maglagay ng bote doon, ang lobo ay tunawin at mahihila pa papasok.
