מהו הלחץ של גז, נוזל ומוצק

מהו הלחץ של גז, נוזל ומוצק
מהו הלחץ של גז, נוזל ומוצק
Anonim

כבר בעולם העתיק, אנשים חשדו מה באמת לחץ האוויר והנוזלים. חלק מהרעיונות על המבנה האטומי של החומר הגיעו אלינו בשיר "על טבע הדברים" מאת לוקרטיוס קארה, וזוהי תקופת העת העתיקה, בעוד שתכונות הלחץ שימשו למעשה כבר במצרים העתיקה. הכוהנים השתמשו בגז המחומם והמורחב כדי לפתוח ב"קסם" את דלתות המקדשים, והבונים השתמשו במעלית הידראולית כדי להרים גושי אבן כבדים.

מה זה לחץ
מה זה לחץ

היום, לשאלה מהו לחץ כגודל פיזיקלי, הם עונים: הוא שווה ליחס הכוח ליחידת שטח. לכן, לחץ אוויר, לחץ נוזל בכלי ולחץ גוף מוצק על תומך הן תופעות דומות. מכיוון שהם כרוכים בכוח, ניתן להפעיל לחץ לעשות עבודה (וזה היה מה שהכוהנים המצריים הקדמונים היוזמים השתמשו).

עם לחץ של גוף מוצק על תומך, באופן עקרוני, הכל ברור. משקל הגוף הוא כוח, והוא מחולק לפי אזור המגע של הגוף עם התמיכה. אבל בנוזל ובגז חלקיקים אינם במנוחה. הם נעים כל הזמן, או בראוניאני כאוטי או העברה מכוונת עקב השפעת כוחות חיצוניים או תנאים פנימיים של המערכת. לחץ נוצר כתוצאה מהשפעת חלקיקים על הקירותכלי.

לחץ סטטי
לחץ סטטי

הכוח שמעורב ביצירת לחץ במקרה זה הוא המומנטום שכל חלקיק נותן ליחידת זמן. מהיכן מגיעים התנע והכוח, נבין אם נזכור את הנוסחאות של הקינמטיקה המתארות את ההתנגשות האלסטית של גופים. מולקולה או אטום של נוזל וגז נחשבים לכדור אלסטי. בתוך חומר נוזלי וגזי, חלקיקים מתנגשים זה בזה ללא הרף, מחליפים אנרגיה ותנע. לכן, לחץ קיים גם לא רק ביחס לדופן הכלי, אלא גם בתוך כל חומר.

גם בתוך ואקום, תמיד יש כמות מסוימת של חלקיקים שיוצרים בו לחץ קטן. נכון, לקח קצת זמן לגלות שלחץ כזה קיים בחלל ריק. בתחילה, האמינו כי ואקום הוא חלל מוחלט, והוא יוצר אפס לחץ. הפיזיקה של הקורס בבית הספר משתמשת בהנחה זו גם עכשיו.

פיזיקת לחץ
פיזיקת לחץ

בוא נחזור לתנועת החלקיקים. זה יעזור לנו להבין מהו לחץ קינטי וסטטי. כאשר חלקיקים נמצאים בתנועה תרמית כאוטית, שהיא קבועה, יש לחץ סטטי. כאשר כל השפעה חיצונית מופעלת על המערכת, ומופיעים כיוונים רווחים בתנועת החלקיקים, אותם חלקיקים מתחילים להפעיל לחץ קינטי.

ניתן להבחין בלחץ סטטי, למשל, בתחתית גיגית מלאה במים. אם תפתחו את הברז, סילון המים הנופל ייצור לחץ קינטי נוסף. בפשטות, ניתן לחשב אותו על בסיס אותו הדברשיקולים שתוארו לעיל לגבי התנגשויות אלסטיות של חלקיקים. לסילון מהירות מדידה והוא מחליף מומנטום עם תחתית האמבט בעת הפגיעה. הלחץ הכולל של המערכת (אמבט מים) יהיה שווה לסכום הלחצים הסטטיים והקינטיים.

מוּמלָץ: