Paine kaasuissa

Olet ehkä tehnyt tämän jossain vaiheessa monta vuotta sitten, eikä se ole vain lapsellista leikkiä. Se on hyvä tapa tehdä kokeita paineella ja kaasuilla. Näin se toimii. Ilma ympärilläsi on kaasua, joka muodostuu pääosin typestä ja hapesta. Kaasulla on massa ja alaspäin sitä vetää painovoima.

Pääsi yläpuolella on ilmapylväs, joka jatkuu yli 100 kilometriä ylöspäin. Tuo ilmapylväs painaa sinua alas yläpuolelta, sivuilta ja alhaalta. Se painaa jopa sisäpuolelta, koska hengität ilmaa. Aivan kuten nesteiden paine, myös kaasujen paine toimii kaikkiin suuntiin, jopa ylöspäin. Ilmanpaine merenpinnan tasolla on noin 100 000 pascalia tai 760 elohopeamillimetriä tai 1 atmosfääri.

Kaasussa hiukkaset ovat jatkuvassa, satunnaisessa liikkeessä kaikkiin suuntiin. Jos laitamme kaasua astian sisään, hiukkaset törmäilevät päin astian seinämiä. Paine tarkoittaa sitä, kuinka monta hiukkasta törmää jokaista seinää kohti ja kuinka lujaa ne törmäävät. Jos puristamme astian kasaan, niin että samalle hiukkasmäärälle jää vähemmän tilaa liikkua ympäriinsä, törmäyksiä seinäosuutta kohden. silloin saadaan lisää Paine siis kasvaa.

Ja jos astiaa lämmitetään, hiukkaset liikkuvat ympäriinsä nopeammin ja törmäilevät seiniin suuremmalla taajuudella - eli kasvaneella paineella. Polkupyörän rengas on täynnä ilmaa. Renkaan sisällä on korkeampi paine kuin sen ulkopuolella. Renkaan sisällä olevat ilmamolekyylit ovat tiivistyneet ja yhdessä ne painavat rengasta sisäpuolelta lujemmin kuin ilmakehä ja vartalosi paino työntävät ulkopuolelta rengasta kohti. Jotta voidaan täyttää rengas ilmalla, jolla on suurempi paine kuin ulkopuolisella ilmalla tarvitaan pumppu.

Kun rengasta pumpataan, ilmamolekyylit työntyvät yhteen. Ne tiivistyvät pumpun sisällä. Jos tiivistät ilman pumppuun, ja sitä on enemmän kuin renkaassa, venttiili aukeaa ja ilmahiukkaset kiirehtivät renkaaseen. Paine leviää. Jos jokin paikka on täynnä hiukkasia, ne yrittävät levittäytyä ja liikkua sinne, missä on enemmän tilaa.

Siihen asti kunnes hiukkaset ovat levittäytyneet tasaisesti ulos paine pysyy samana. Tällä tavalla paine käyttäytyy samankaltaisesti kaasuissa ja nesteissä. Paine leviää, kunnes se on hajautunut tasaisesti astian sisälle. Kun työskentelemme paineen parissa, olemme usein kiinnostuneita enemmän paine-erosta kuin itse paineesta. Paine tämän tölkin sisällä on korkeampi kuin ilmanpaine sen ulkopuolella.

Kun työskentelemme paineen parissa, joka liittyy johonkin toiseen viereiseen paineeseen, kutsumme sitä suhteelliseksi paineeksi. Ei enempää suhteellista painetta, se tasoittui jo. Tässä tölkissä, paine on matalampi kuin sen ulkopuolisessa ilmakehässä. Tätä kutsutaan negatiiviseksi paineeksi, tai negatiiviseksi suhteelliseksi paineeksi. Jos loppuilma poistetaan tölkistä, niin ettei sinne jää lähes yhtään ilmahiukkasia, saadaan tyhjiö.

Nyt ilmakehän paine työntää tölkkiä, jonka sisällä ei ole mitään, joka työntäisi takaisin. Jos tölkki on pehmeä, se romahtaa. Juuri noin. Negatiivista painetta. Noin, kiitos sinulle.

Se riittää.