Pritisak u flasi

• 1Ovo se svidja korisniku: mcrule
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Kao sto znamo na nivou mora pritisak iznosi jednu atmosferu.

Kaze se da je taj pritisak izazvan tezinom stuba molekula atmosfere koji "pristiscu odozgo". Bas lepo od njih.

Pitanje glasi:

Koliki pritisak ce pokazati instrument ako ga na nivou mora zatvorimo hermeticki u nestisljiv kontejner kao sto je npr flasa?

Zasto?

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Ima tu mnogo ako i da li...

Ako aparat staje ceo u flasu i ako pre hermetickog zatvaranja flase ostavis vremena da se pritisak u flasi i okolnom vazduhu izjednaci (kad ubacis aparat u flasu na kratko ce u flasi biti nesto visi pritisak, dok visak vazduha ne izadje napolje) i ako zatvarac flase i flasa stvarno ne propustaju nikakve gasove unutra ni napolje, onda ce pritisak u flasi ostati 1atm, sto ce pokazivati aparat bilo gde flasu da odneses. Ta flasa ce, u stvar, biti kao boca za gas 'pod pritiskom' - pritisak u njoj se nece menjati ako se temperatura flase (samim tim i gasa unutar nje) ne menja.

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Odlican odgovor!

Pritisak ce dakle biti 1 atmosfera.

No, to se malkice kosi sa uobicajenim objasnjenjem da je atmosferski pritisak izazvan tezinom stuba molekula atmosfere koji pritiscu odozgo, zar ne.

Naime, onog momenta kada hermeticki zatvorimo flasu, instrument je potpuno 'zasticen' od tezine stuba molekula atmosfere. To je i razlog zasto se pritisak u flasi, kao sto tacno kazes, nece menjati bez obzira kuda je odnesemo pod uslovom da je ne grejemo ili hladimo.

Sta dakle izaziva pritisak od 1 atmosfere u toj hermeticki zatvorenoj flasi?

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Pa sam gas. Gas se ponasa isto kao tecnost, samo sto njegovi molekuli imaju mnogo vecu energiju, mnogo se brze krecu i na vecim su rastojanjima. "Hidrostaticki pritisak" daje i gas - i on pritiska sa svih strana podjednako, ali je taj pritisak za razliku od pritiska tecnosti, manji.

Kad zatoris gas u bocu pod nekim pritiskom, on nema gde da se siri, tj. zapremina mu ostaje konstantna, pa ako se ne menja ni temperatura, ne menja se ni pritisak (ona cuvena jednacina p*V=n*R*t). "Tezina" stuba gasa ce ostati 1 atm, jer se ne menjaju ostali uslovi.

Formulacija definicije pritiska jeste malo 'trapava', ali se zna na sta se misli

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Dakle u flasu smo zarobili gas koji je na nivou mora bio toliko i toliko gust da je izazvao pritisak od 1 atmosfere.

Da smo to uradili na vrhu neke planincuge zarobili bismo gas manje gustine i pritisak bi bio manji, zar ne.


Zanimljivo je pogledati kako stvari funkcionisu u vodi.

Naime za razliku od gasa koji je izuzetno stisljiv, tecnosti su, jel, gotovo nestisljive.


Uzmimo sad tu flasu pod vodu na recimo 10m morske dubine.

To bi trebalo da da pritisak od 2 atnosfere: 1 atmosfera od strane hidrostatickog pritiska vodenog stuba na 10m dubine (1kg/cm2) plus 1 atmosfera iznad vode=2 atmosfere.

Ubacimo odgovarajuci instrument koji pokazuje apsolutni pritisak od 2 atmosfere u tu flasu i onda potom flasu hermeticki zatvorimo.

Naravno, ni u ovom slucaju se pritisak nece menjati--tako da 'tezina vode iznad' nije neposredni uzrok pritiska.

Pritisak ce biti izazvan molekulima vode koji ce udarati u zidove flase.

Uzmimo sad isti eksperiment na 20m.

Pritisak ce iznositi 3 atmosfere.

Zatvaranje flase svakako nece promeniti pritisak (ako ne pravimo neke zavrzlame sa nabijanjem cepa i slicno).

Dakle ako zarobimo molekule vode na 10m zarobili smo pritisak od 2 atmosfere.

Ako pak zarobimo molekule vode na 20m--zarobili smo 3 atmosfere.

Posto se voda cini nestisljivom pri tako skromnim promenama pritiska u cemu je razlika izmedju vode na 10 i vode na 20m?

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Nije istina da su tecnosti nestisljive. Itekako su podlozne promeni zapremine usled promene pritiska, samo je zarad te promene zapremine potrebna mnogostruko veca sila nego za gasove. Ista stvar je i sa cvrstim telima - i njima mozes smanjti zapreminu, samo ce se u cvrstim telima pritom menjati temperatura, a ne pritisak - cestice cvrstih tela su u stanju ravnoteze sa ostalim cesticama i ne hrecu se haoticno kao cestice tecnosti i gasova. Naravno, sila koja je potebna da se promeni zapremina cvrstog tela mora biti ogromna u poredjenju sa silom potrebnom za istu stvar kod gasova.

Nije u pitanju gustina vode/gasa. Ako budes merio gustinu voda na 1m dubine i na 100 m dubine, razlika nece biti velika. Razlika u pritiscima, naravno, hoce.

Pritisak supstance bi se mogao definisati recimo kao sila kojom cestice te supstance deluju jedne na druge i na zidove posude u kojoj se nalaze. Sa takvom definicijom mozes lakse objasniti sve te pojave koje si opisao.

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

E sad stvarno postaje zanimljivo.

Ako nije u pitanju razlika u gustini vode na te dve dubine, kao sto kazes, sta onda izaziva to da molekuli vode iz uzorka sa 20m deluju sa vise sile na zid flase od molekula vode iz uzorka sa 10m dubine?

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Sila koja se prenosi sa molekula koji su iznad

Znam, znam, opet se vracamo na ono sto si pitao. Al evo kako to moze otprilike da se objasni: svi molekuli vode deluju na svoje susedne putem sudaranja tokom svog haoticnog kretanja. Pri tim sudarima prenosi se sila. Ta sila potice od raznih faktora - brzine molekula i tezine molekula u prvom redu. Sto je vise molekula vode iznad mesta koje posmatramo, veca je i tezina koja se prenosi. Na dubini od recimo 20m sila koja se prenosi medju molekulima vode, podeljena na povrsinu koju posmatramo (neka je to unutrasnja povrsina flase) je pritisak te vode na toj dubini (pritisak se strogo definise kao sila koja deluje na povrsinu, jedinica je Paskal - Pa - koji je u fizickom smislu jednak Njutn/metar kvadratni - N/m^2).

Kada zatvoris tu vodu u flasu, sila kojom molekuli vode deluju na unutrasnju povrsinu flase je tolika kolika je i ne moze se smanjiti ako se ne pretvori u neki drugi vid energije - toplotnu (zagreje se flasa), kineticku (eksplodira flasa ili odleti cep) ili hemijsku (ovde je malo teze naci primer, ali kad bi bilo moguce, to je otprilike da pritisak tecnosti utice na medjumolekulske veze molekula stakla tako sto ih raskine, pa se molekuli tecnosti sjedine sa molekulima zida flase...) Ako se nista od toga ne desi, pritisak ostaje konstantan ma gde flasu da odnesemo. Da kazemo narodski - sila medju molekulima vode ostaje zarobljena u flasi.

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Ako kazemo da je gustina vode u obe flase ista, posto se radi o istim molekulima to znaci i da je broj molekula po jedinici zapremine isti u oba uzorka. Zar ne?

E sad, kako moze isti broj istih molekula po jedinici zapremine na istoj temperaturi da ispoljava razlicite sile po jedinici povrsine (sto je pritisak)?

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Gustina nije ista. Samo je razlika u gustinama mnogo manjeg reda velicine od razlike u pritiscima. Broj molekula u jedinici zapremine nije jednak (broj n u jednacinama stanja pV=nRt)