zpět

Mechanické vlastnosti plynů

 

Základní vlastnosti plynů

 

• jsou snadno stlačitelné a rozpínavé
• nemají vlastní tvar ani objem (objem plynu je dán objemem nádoby a tvar plynu je dán vnitřním tvarem nádoby)
• plyny jsou tekuté (podobně jako kapaliny)
• plyny jsou tvořeny z částic, které se neustále a neuspořádaně pohybují
• vzdálenosti mezi částicemi jsou větší než u kapalin (pohybují se volně dokud nenarazí na sebe nebo na stěnu nádoby)
• plyn vyplní vždy celý objem nádoby

 

Atmosféra Země

 

Ze zeměpisu víme, že Země je obklopena vzduchovým obalem, který se nazývá atmosféra Země.

V atmosférickém vzduchu je 21% kyslíku, 78% dusíku a 1% jiných plynných látek (např. oxid uhličitý, argon). Ve vzduchu je např. i vodní pára, mikroorganismy, prach.

 

 

 

Atmosféru rozdělujeme dle teploty na:

• troposféru (0 – 20 km)
• stratosféru (20 – 50 km)
• mezosféru (50 – 85 km)
• termosféru (85 – 690 km)
• exosféru (od 690 km)

 

 

 

 

 

Atmosférický tlak

 

• vzniká v důsledku působení gravitační síly na atmosférické vrstvy
• horní vrstvy atmosféry působí tlakovou silou na ty spodní
• značíme jej p_a
• na libovolnou plochu o obsahu S v atmosférickém vzduchu působí kolmo síla tlaková kterou vypočteme ze vztahu: F = p_a. S
• atmosférický tlak se liší od tlaku hydrostatického v kapalinách
• kapaliny jsou téměř nestlačitelné (jejich hustota se s hloubkou nemění)
• plyny jsou stlačitelné (atmosférický tlak má při povrchu Země větší hustotu než ve výše položených vrstvách)
• k měření atmosférického tlaku používáme například rtuťový tlakoměr, aneroid a barometr
• atmosférický tlak s rostoucí nadmořskou výškou klesá
• největší atmosférický tlak je u hladiny mořské vody (0 m.n.m.) asi 1 013 hPa
• sledování změn atmosférického tlaku v závislosti na nadmořské výšce můžeme měřit tzv. výškoměry
• ovlivňují ho faktory např. teplota, vítr, vlhkost apod.
• běžná hodnota atmosférického tlaku se pohybuje v rozmezí 935 až 1055 hPa
• byla stanovena (mezinárodní dohodou) hodnota normálního tlaku p_n = 101 325 Pa

 

Vztlaková síla působící na těleso v atmosféře Země

 

I v atmosféře stejně jako u kapalin platí Archimédův zákon!

F_vz = V . ρ_v . g

V ….. objem tělesa ….. [m³]

ρ_v….. hustota vzduchu ….. [kg/m³] (1,29 kg/m³)

g ….. gravitační zrychlení ….. [10 N/kg]

 

Na volné těleso v atmosféře Země působí tedy vztlaková síla F_vz (svisle vzhůru) a gravitační síla Země F_g (svisle dolů). Tělesa z látek, jejichž průměrná hustota je menší než hustota vzduchu v atmosféře stoupají vzhůru (F_vz> F_g). Je-li průměrná hustota tělesa větší než hustota vzduchu, těleso v atmosféře klesá (F_g > F_vz).

 

Tlak plynu v uzavřené nádobě. Manometr

 

 

Říkáme, že je v nádobě přetlak – je-li v uzavřené nádobě větší tlak než atmosférický tlak v okolí nádoby.

Říkáme, že je v nádobě podtlak – je-li v uzavřené nádobě menší tlak než atmosférický tlak v okolí nádoby

 

Přetlak nebo podtlak plynu využíváme u:

• injekčních stříkaček
• sací pumpy
• hustilky atd.

 

Přetlak a podtlak můžeme měřit pomocí manometru.

 

Manometr může být:

• otevřený kapalinový (pro malé hodnoty)
• deformační (pro velké přetlaky, hlavně v praxi)

 

zpět

---

Růžena KOLÁŘOVÁ, Jiří BOHUNĚK: Fyzika pro 7. ročník základní školy, dotisk 2. vydání, Havlíčkův Brod: nakladatelství Prometheus, spol. s.r.o., 2016. ISBN 978-80-7196-265-6