A levegő súlyából származó nyomás a légnyomás. = aerosztatikai nyomás
Természetesen a gázoknak hasonlóan van súlyuk és emiatt nyomásuk. Amint azt a levegő esetén érezzük, ez a légnyomás is adott pontban minden irányban tapasztalható és ugyanakkora.
A gázoknál a súly mellett még más oka is van a nyomásnak. A gázok molekulái rendszertelenül és a hőmérsékletüktől függően gyorsabban (ha meleg van) vagy lassan mozognak.
Miért? Mert a gázok molekulái között nincs összetartó erő, kötőerő, tehát szabadon, a többi molekulától függetlenül mozoghatnak. Azaz másképp viselkednek, mint a folyadékok.
Ilyen módon gyakran ütköznek egymással is és az edény falával is. Az ütközések is hozzájárulnak a gázok nyomásához. Minél nagyobb intenzitású (mert pl. melegebb) az ütközések sorozata, annál nagyobb nyomóerővel hatnak a molekulák az edényfalra, vagyis a gáz NYOMÁSA ezzel is nő. Összefoglalóan kimondható, hogy
Zárt térben a gázok nyomása annál nagyobb, minél több részecske ütközik időegységenként a tárolóedény falának.
A gázok nyomását is p-vel jelöljük és mértékegysége a pascal (Pa). Mérésével, kiszámításával most nem foglalkozom. Egyedül a levegő nyomását járom körül, amint azt a poszt címe is jelzi.
Nézzük akkor, mi is van a légnyomással?
Torricelli olasz fizikus a XVII. században barométerrel mérte meg és publikálta a levegő nyomását. A barométer szolgál a légnyomás mérésére. Amit ő megállapított, az azóta is változatlanul érvényben van: A légköri nyomás ÁTLAGOS értéke a TENGERSZINT magasságában egy 76 cm hosszú higanyoszlop nyomásával egyenlő. Értéke SI mértékegységben ~100 kPa. A higanyoszlop vastagsága, átmérője érdektelen, amint az előző leckében megmuttattam. TENGERSZINT magasságában igaz a 76 cm, mert a tengerszint feletti magasság növekedésével a légnyomás csökken. Világos, hiszen magasabban egyre ritkább (kevésbé sűrű) levegő van, tehát egyre könnyebb és ezzel együtt egyre alacsonyabb légrétegek nehezednek az alattuk levőkre. A légköri nyomás kb. 5 km-enként feleződik. A páratartalom növekedésével a sűrűség csökken, ez megmérhető. Ezért is lehetnek a magasban a felhők és ezért várható a légnyomás csökkenésével csapadékos idő; - a légnyomás csökken => a sűrűség csökken => párásabb lesz a levegő. |
Összefoglalóan leírható, hogy a (nyugvó) levegő nyomása a levegő súlyából származik és minden irányban hat, egy adott pontban minden irányban ugyanakkora. Két tényezőtől függ:
- a légoszlop magasságától,
- a levegő páratartalmától.
Tehát általában a gázok nyomása ettől különbözik (lásd a bevezető mondatokat), ez csak a levegőre, mint egész speciális gázra vonatkozik. Azért speciális, mert a pára, a nedvesség tulajdonképpen víz és így sokban hasonlít a levegő a folyadékra.
A légnyomás bizonyítéka, hogy a pohár szájára helyezett papírlap nem esik le, amikor felfordítod, mert megtartja a légnyomás. A kísérlet leírása a tankönyv 48. oldalán van. |
Az előző posztban írtam, hogy 1 m mélyen a vizszint alatt a hidrosztatikai nyomás 10 kPa és megjegyeztem, hogy ehhez még hozzá kell adni a légnyomást, ami a vízfelszínre hat. Az előbb mutattam, hogy ez ~100 kPa. Tehát 1 m-rel a vizszint alatt a tényleges, teljes nyomás, ami pl. egy úszóra hat: ~110 kPa.
HF: A tankönyv 51. oldal 1. kérdése és a munkafüzetből a 41. oldal 1, 2, 3, 4, 5 feladatok.