kvantinis. Dujų slėgis. Mokyklos enciklopedija Dalinis spaudimas. Daltono dėsnis

Jau sakėme (§ 220), kad dujos visada visiškai užpildo tūrį, kurį riboja dujoms nepralaidžios sienos. Taigi, pavyzdžiui, suslėgtų dujų laikymo technologijoje naudojamas plieninis balionas (375 pav.) arba automobilio padangos kamera visiškai ir beveik tolygiai pripildoma dujų.

Ryžiai. 375. Plieninis balionas labai suslėgtoms dujoms laikyti

Siekdamos plėstis, dujos spaudžia cilindro sieneles, padangos kamerą ar bet kurį kitą kietą ar skystą korpusą, su kuriuo jos liečiasi. Jei neatsižvelgsime į Žemės gravitacijos lauko veikimą, kuris, esant įprastiems indų matmenims, tik nežymiai keičia slėgį, tada esant pusiausvyrai dujų slėgis inde mums atrodo visiškai vienodas. Ši pastaba yra susijusi su makrokosmosu. Jei įsivaizduosime, kas vyksta molekulių, sudarančių dujas inde, mikrokosme, tai negali būti nė kalbos apie vienodą slėgio pasiskirstymą. Vienur sienų paviršiuje į jas atsitrenkia dujų molekulės, kitur smūgių nėra; šis vaizdas visą laiką netvarkingai keičiasi.

Paprastumo dėlei darykime prielaidą, kad prieš atsitrenkdamos į sieną visos molekulės skrenda tuo pačiu greičiu, nukreiptos į sieną. Taip pat darome prielaidą, kad smūgis yra visiškai elastingas. Esant tokioms sąlygoms, molekulės greitis smūgio metu pasikeis į priešingą kryptį, o absoliuti vertė nepasikeis. Todėl molekulės greitis po smūgio bus lygus . Atitinkamai, molekulės impulsas prieš smūgį yra , o po smūgio lygus ( - molekulės masei). Atėmę jo pradinę vertę iš galutinės impulso vertės, randame sienos suteikiamos molekulės impulso prieaugį. Tai lygu. Pagal trečiąjį Niutono dėsnį, impulsas, lygus smūgiui, perduodamas sienai.

Jei per laiko vienetą sienos ploto vienetui yra smūgių, tada per tą laiką molekulės atsitrenkia į sienos paviršių. Molekulės praneša vietai per visą impulsą, lygų moduliui. Pagal antrąjį Niutono dėsnį šis impulsas yra lygus produktui jėga, veikianti svetainėje laiką. Šiuo būdu,

Kur.

Padalinę jėgą iš sienos sekcijos ploto, gauname dujų slėgį sienoje:

Nesunku pastebėti, kad smūgių skaičius per laiko vienetą priklauso nuo molekulių greičio, nes kuo greičiau jos skrenda, tuo dažniau atsitrenkia į sieną, ir nuo molekulių skaičiaus tūrio vienete, nes kuo daugiau molekulių tuo didesnis jų daromo poveikio skaičius. Todėl galime manyti, kad jis yra proporcingas ir, t.y., proporcingas

Norėdami apskaičiuoti dujų slėgį pagal molekulinę teoriją, turime žinoti tokias molekulių mikrokosmo charakteristikas: masę, greitį ir molekulių skaičių tūrio vienete. Norėdami rasti šias molekulių mikrocharakteristikas, turime nustatyti, nuo kokių makrokosmoso savybių priklauso dujų slėgis, t. y. patirtimi nustatyti dujų slėgio dėsnius. Palyginę šiuos eksperimentinius dėsnius su dėsniais, apskaičiuotais naudojant molekulinę teoriją, galėsime nustatyti mikrokosmoso charakteristikas, pavyzdžiui, dujų molekulių greitį.

Taigi, išsiaiškinkime, nuo ko priklauso dujų slėgis?

Pirma, slėgis priklauso nuo dujų suspaudimo laipsnio, ty nuo to, kiek dujų molekulių yra tam tikrame tūryje. Pavyzdžiui, į automobilio padangą prispaudžiant vis daugiau oro arba suspaudžiant (mažinant tūrį ) uždara kamera, priverčiame dujas vis stipriau spausti kameros sieneles.

Antra, slėgis priklauso nuo dujų temperatūros. Pavyzdžiui, žinoma, kad rutulys tampa elastingesnis, jei laikomas šalia įkaitintos krosnies.

Paprastai slėgio pokytį iš karto sukelia abi priežastys: ir tūrio pokytis, ir temperatūros pokytis. Bet galima procesą atlikti taip, kad kintant tūriui temperatūra keistųsi nežymiai, o pasikeitus temperatūrai tūris praktiškai išliks nepakitęs. Pirmiausia išnagrinėsime šiuos atvejus, prieš tai pateikę šią pastabą. Laikysime, kad dujos yra pusiausvyroje. Tai reiškia, kad dujose susidarė mechaninė ir šiluminė pusiausvyra.

Mechaninė pusiausvyra reiškia, kad atskiros dujų dalys nejuda. Norėdami tai padaryti, būtina, kad dujų slėgis būtų vienodas visose jo dalyse, jei neatsižvelgsime į nereikšmingą slėgio skirtumą viršutiniame ir apatiniame dujų sluoksniuose, kuris atsiranda veikiant gravitacijai.

Šiluminė pusiausvyra reiškia, kad šiluma neperduodama iš vienos dujų sekcijos į kitą. Norėdami tai padaryti, būtina, kad temperatūra visame dujų tūryje būtų vienoda.

Klasė: 7

Pamokos pristatymas























Atgal į priekį

Dėmesio! Skaidrės peržiūra skirta tik informaciniams tikslams ir gali neatspindėti visos pristatymo apimties. Jeigu tu susidomėjai Šis darbas atsisiųskite pilną versiją.

Vadovėlis"Fizika. 7 klasė A.V. Peryshkin - M.: Bustard, 2011 m

Pamokos tipas: derinami mokslinių tyrimų veiklos pagrindu.

Tikslai:

  • nustatyti slėgio dujose priežastį medžiagos molekulinės struktūros požiūriu;
  • sužinoti:
  • nuo ko priklauso dujų slėgis
  • kaip galiu tai pakeisti.

Užduotys:

  • formuoti žinias apie dujų slėgį ir slėgio atsiradimo ant indo, kuriame yra dujos, sieneles pobūdį;
  • formuoti gebėjimą paaiškinti dujų slėgį remiantis molekulių judėjimo doktrina, slėgio priklausomybe nuo tūrio esant pastoviai masei ir temperatūrai, taip pat keičiantis temperatūrai;
  • plėtoti bendrąsias lavinimo žinias ir įgūdžius: stebėti, daryti išvadas;
  • skatinti domėjimosi dalyku skiepijimą, dėmesingumo, mokslinio ir loginio mokinių mąstymo ugdymą.

Įranga ir medžiaga pamokai: kompiuteris, ekranas, multimedijos projektorius, pristatymas pamokai, kolba su kamščiu, trikojis, spiritinė lempa, švirkštas, balionas, plastikinis butelis su kamščiu.

Pamokos planas:

  1. Namų darbų tikrinimas.
  2. Žinių atnaujinimas.
  3. Naujos medžiagos paaiškinimas.
  4. Pamokoje nagrinėjamos medžiagos konsolidavimas.
  5. Pamokos santrauka. Namų darbai.

UŽSIĖMIMŲ LAIKOTARPIU

Man labiau patinka tai, ką galima pamatyti, išgirsti ir ištirti. (Herakleitas)(2 skaidrė)

– Toks yra mūsų pamokos šūkis

– Paskutinėse pamokose sužinojome apie kietųjų kūnų slėgį, nuo kokių fizikinių dydžių priklauso slėgis.

1. Apimtos medžiagos kartojimas

1. Kas yra spaudimas?
2. Nuo ko priklauso kieto kūno slėgis?
3. Kaip slėgis priklauso nuo statmenai atramai veikiančios jėgos? Koks yra šios priklausomybės pobūdis?
4. Kaip slėgis priklauso nuo atramos ploto? Koks yra šios priklausomybės pobūdis?
5. Kokia yra kieto kūno spaudimo ant atramos priežastis?

kokybiška užduotis.

Ar abiem atvejais atramą veikiančios jėgos ir slėgis yra vienodi? Kodėl?

Žinių patikrinimas. Testavimas (patikrinimas ir abipusis patikrinimas)

Testas

1. Fizinis kiekis, kurio matmuo yra paskalis (Pa), vadinamas:

a) stiprumas; b) masė; c) slėgis; d) tankis.

2. Slėgio jėga padidinta 2 kartus. Kaip pasikeis slėgis?

a) sumažės 2 kartus; b) likti toks pat c) padidės 4 kartus; d) padvigubės.

4. Kokį spaudimą grindims daro 4 m 2 ploto 200 N kilimas?

a) 50 Pa; b) 5 Pa; c) 800Pa; d) 80 Pa.

5. Ant stalo padedami du vienodo svorio kūnai. Ar jie daro tokį patį spaudimą ant stalo?

2. Žinių atnaujinimas(pokalbio forma)

Kodėl balionai ir muilo burbulai yra apvalūs?
Mokiniai pripučia balionus.
Kuo užpildėme balionus? (oru) Kuo dar galima užpildyti kamuoliukus? (pagal dujas)
– Siūlau išspausti kamuoliukus. Kas tau trukdo spausti kamuoliukus? Kas veikia sferos apvalkalą?
- Paimkite plastikinius butelius, uždarykite kamštelį ir pabandykite išspausti.
– Apie ką bus kalbama pamokoje?

– Pamokos tema: Dujų slėgis

3. Naujos medžiagos paaiškinimas

Dujos, skirtingai nei kietosios medžiagos ir skysčiai, užpildo visą indą, kuriame jos yra.
Siekdamos išsiplėsti, dujos daro spaudimą bet kurio kūno, su kuriuo jos liečiasi, sienas, dugną ir dangtį.
(9 skaidrė) Plieninių balionų, kuriuose yra dujų, nuotraukos; automobilių padangų kameros; kamuolys
Dujų slėgis atsiranda dėl kitų priežasčių nei kieto kūno slėgis ant atramos.

Išvada: dujų slėgis ant indo sienelių (ir į dujose patalpintą kūną) atsiranda dėl dujų molekulių smūgių.
Pavyzdžiui, oro molekulių smūgių patalpoje skaičius 1 cm 2 paviršiuje per 1 s išreiškiamas dvidešimt trijų skaitmenų skaičiumi. Nors atskiros molekulės smūgio jėga yra maža, visų molekulių poveikis indo sienelėms yra reikšmingas ir sukuria dujų slėgį.
Mokiniai savarankiškai dirba su vadovėliu. Perskaitykite patirtį su guminiu kamuoliuku po varpu. Kaip paaiškinti šią patirtį? (p.83 91 pav.)

Mokiniai paaiškina savo patirtį.

(11 skaidrė) Žiūrėkite vaizdo klipą, kuriame paaiškinama patirtis, siekiant konsoliduoti medžiagą.

(12 skaidrė) Poilsio akimirka. Akių įkroviklis.

„Paslapties jausmas yra pati gražiausia mūsų patirtis. Būtent šis jausmas stovi prie tikrojo mokslo lopšio.

Albertas Einšteinas

(14 skaidrė) AR DUJOS TURI TŪRĮ? AR LENGVA PAKEISTI DUJŲ Tūrį? AR DUJOS UŽIMA VISĄ JOMS TEIKIAMĄ TŪRĮ? KODĖL KODĖL? AR DUJOS TURI PASTOVIŲ TŪRIŲ IR SAVO FORMĄ? KODĖL?

ryžių. 92 84 p

(15 skaidrė) Mokiniai gamino modelius iš švirkštų. Patirties vykdymas.
Mokiniai daro išvadą, kad mažėjant dujų tūriui jų slėgis didėja, o tūriui padidėjus – mažėja, jei dujų masė ir temperatūra nesikeičia.

(16 skaidrė) Patirtis su kolba

Kaip pasikeis dujų slėgis, jei jos kaitinamos pastoviu tūriu?
Kaitinant, dujų slėgis kolboje palaipsniui didės, kol kamštis išskris iš kolbos.
Mokiniai daro išvadą: kuo dujų slėgis uždarame inde yra didesnis, tuo aukštesnė dujų temperatūra, jeigu nekinta dujų masė ir tūris. (17 skaidrė)

Dujos, esančios inde, gali būti suspaustos arba išspaustos, tuo pačiu sumažinant jų tūrį. Suslėgtos dujos tolygiai paskirstomos visomis kryptimis. Kuo daugiau suspausite dujas, tuo didesnis bus jų slėgis.
Mokiniai daro išvadą: kuo didesnis dujų slėgis, tuo dažniau ir stipriau molekulės atsitrenkia į indo sieneles.

4. Pamokoje nagrinėjamos medžiagos įtvirtinimas.

(18 skaidrė) Pagalvokite apie tai

Kas nutinka dujų molekulėms, kai sumažėja indo, kuriame yra dujos, tūris?

  • molekulės juda greičiau
  • molekulės juda lėčiau
  • vidutinis atstumas tarp dujų molekulių mažėja,
  • vidutinis atstumas tarp dujų molekulių didėja.

(19 skaidrė) Palyginkite savo atsakymus

  1. Kas sukelia dujų slėgį?
  2. Kodėl dujų slėgis didėja jas suspaudus ir mažėja, kai jos plečiasi?
  3. Kada dujų slėgis didesnis: šaltų ar karštų? Kodėl?

Atsakymas 1. Dujų slėgis susidaro dėl dujų molekulių smūgių į indo sieneles arba į dujose patalpintą kūną
Atsakymas 2. Suspaudus didėja dujų tankis, todėl padidėja molekulių smūgių į indo sieneles skaičius. Dėl to slėgis taip pat didėja. Plečiantis, mažėja dujų tankis, o tai reiškia, kad mažėja molekulių smūgių į indo sieneles skaičius. Todėl dujų slėgis mažėja
Atsakymas 3. Dujų slėgis didesnis, kai karšta. Taip yra dėl to, kad kylant temperatūrai dujų molekulės pradeda judėti greičiau, todėl jų poveikis tampa dažnesnis ir stipresnis.

(20 skaidrė) Kokybinės užduotys. (Fizikos uždavinių rinkinys V.I. Lukašikas, E.V. Ivanova, Maskvos „Apšvietimas“ 2007, p. 64)

1. Kodėl kaskart pripučiant automobilio padangą oru darosi vis sunkiau pajudinti siurblio rankenėlę?

2. Tų pačių dujų masės skirtinguose uždaruose induose toje pačioje temperatūroje yra vienodos. Kuriame inde yra didžiausias dujų slėgis? Mažiausiai? Paaiškinkite atsakymą

3. Paaiškinkite rutulio įdubimo atsiradimą

Kambario temperatūros rutulys

Kamuolys ant sniego šaltą dieną

Mįsles galima įminti amžinai.
Galų gale, visata yra begalinė.
Ačiū visiems už pamoką
Ir svarbiausia, kad jis buvo skirtas ateičiai!

Atspindys.

5. Pamokos santrauka

Namų darbai:§35

Myakishev G.Ya. Dujų slėgis inde // Kvant. - 1987. - Nr. 9. - S. 41-42.

Specialiu susitarimu su redakcija ir žurnalo „Kvant“ redaktoriais

Ar dujų slėgis ant indo sienelės priklauso nuo sienelės medžiagos ir jos temperatūros? Pabandykime atsakyti į šį klausimą.

Išvedant pagrindinę idealių dujų molekulinės-kinetinės teorijos lygtį vadovėlyje „Fizika 9“ (§ 7), daroma prielaida, kad siena yra visiškai lygi ir molekulių susidūrimai su siena vyksta pagal dėsnį absoliučiai elastingas poveikis. Kitaip tariant, molekulės kinetinė energija nesikeičia smūgio metu, o molekulės kritimo kampas lygus kampui atspindžiai. Ar ši prielaida pagrįsta ir reikalinga?

Trumpai galime pasakyti taip: prielaida yra pagrįsta, bet nebūtina.

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad absoliučiai lygia siena jokiu būdu negali būti laikoma – pati siena susideda iš molekulių, todėl negali būti lygi. Dėl šios priežasties kritimo kampas negali būti lygus atspindžio kampui bet kokio susidūrimo metu. Be to, sienos molekulės atlieka chaotiškus svyravimus aplink pusiausvyros padėtis (jos dalyvauja atsitiktiniame šiluminiame judėjime). Todėl, susidūrusi su bet kuria sienos molekule, dujų molekulė dalį energijos gali perduoti sienai arba, priešingai, dėl sienos padidinti savo kinetinę energiją.

Nepaisant to, prielaida, kad dujų molekulės susidūrimas su siena yra absoliučiai elastingas, yra pagrįsta. Faktas yra tas, kad apskaičiuojant slėgį galiausiai svarbios atitinkamų kiekių vidutinės vertės. Su salyga šiluminė pusiausvyra tarp dujų ir indo sienelės dujų molekulių kinetinė energija vidutiniškai išlieka nepakitusi, t.y., susidūrus su sienele, dujų molekulių vidutinė energija nekeičiama. Jei taip nebūtų, šiluminė pusiausvyra būtų spontaniškai pažeista. Ir tai neįmanoma pagal antrąjį termodinamikos dėsnį. Be to, negali būti vyraujančio molekulių atspindžio jokia kryptimi - kitaip indas su dujomis pradėtų judėti, o tai prieštarauja impulso išsaugojimo dėsniui. Tai reiškia, kad vidutinis molekulių, krintančių ant sienos tam tikru kampu, skaičius yra lygus vidutiniam molekulių skaičiui, nuskrendančių nuo sienos tuo pačiu kampu. Prielaida apie veidrodinis vaizdas nuo kiekvienos atskiros molekulės sienelės atitinka šią sąlygą.

Taigi, darant prielaidą, kad dujų molekulių susidūrimai su sienele yra elastingi, vidutiniam slėgiui gauname tokį patį rezultatą kaip ir be šios prielaidos. Tai reiškia, kad dujų slėgis nepriklauso nuo sienos apdirbimo kokybės (jos lygumo). Tačiau absoliučiai elastingo poveikio prielaida labai supaprastina dujų slėgio skaičiavimą, todėl tai yra pagrįsta.

Ar dujų slėgis sienoje priklauso nuo jų temperatūros? Iš pirmo žvilgsnio tai turi priklausyti. Jei, pavyzdžiui, nėra šiluminės pusiausvyros, molekulės nuo šaltos sienos turėtų atšokti su mažiau energijos nei nuo karštos.

Tačiau net jei viena siena yra laikoma šalta naudojant šaldymo įrenginį, slėgis jai vis tiek negali būti mažesnis už slėgį priešingoje karštoje sienoje. Juk tuomet indas imtų sparčiai judėti be išorinių jėgų, o tai prieštarauja mechanikos dėsniams: išleisdami fiksuotą indą su skirtingos temperatūros sienelėmis, nesukelsime jo poslinkio. Esmė ta, kad esant tam tikrai nepusiausvyrai dujų būsenai inde, molekulių koncentracija prie šaltos sienos yra didesnė nei šalia karštosios. Molekulių, esančių šalia šaltos sienos, kinetinės energijos sumažėjimą kompensuoja molekulių koncentracijos padidėjimas ir atvirkščiai. Dėl to slėgis šaltoms ir karštoms sienoms yra vienodas.

Panagrinėkime kitą eksperimento versiją. Labai greitai atvėsinkime vieną iš sienų. Pirmą akimirką slėgis jai sumažės, o indas šiek tiek pajudės; tada slėgiai susilygina ir indas sustoja. Tačiau su šiuo judėjimu sistemos masės centras išliks vietoje dėl to, kad dujų tankis prie šaltos sienos taps šiek tiek didesnis nei prie karštos.

Reikėtų pažymėti, kad iš tikrųjų slėgis nelieka griežtai fiksuota vertė. Jis patiria svyravimus, todėl indas šiek tiek „dreba“ vietoje. Tačiau laivo drebėjimo amplitudė yra labai maža.

Taigi, galiausiai padarėme išvadą, kad dujų slėgis ant indo sienelių nepriklauso nei nuo sienų apdorojimo kokybės, nei nuo jų temperatūros.

APIBRĖŽIMAS

Slėgis inde su dujomis susidaro veikiant molekulėms į jo sienelę.

Dėl terminis judėjimas dujų dalelės karts nuo karto atsitrenkia į indo sieneles (1a pav.). Su kiekvienu smūgiu molekulės veikia kraujagyslės sienelę tam tikra jėga. Sudėjus viena kitą, atskirų dalelių smūgio jėgos sudaro tam tikrą slėgio jėgą, kuri nuolat veikia kraujagyslės sienelę. Dujų molekulės, susidūrusios su indo sienelėmis, sąveikauja su jomis pagal mechanikos dėsnius kaip elastingi kūnai ir perduoda savo impulsus į indo sieneles (1b pav.).

1 pav. Dujų slėgis indo sienelėje: a) slėgio atsiradimas dėl atsitiktinai judančių dalelių smūgių į sienelę; b) slėgio jėga, atsirandanti dėl tampraus dalelių poveikio.

Praktikoje dažniausiai jie susiduria ne su grynomis dujomis, o su dujų mišiniu. Pavyzdžiui, atmosferos oras yra azoto, deguonies, anglies dioksido, vandenilio ir kitų dujų mišinys. Kiekviena iš mišinį sudarančių dujų prisideda prie bendro slėgio, kurį dujų mišinys daro ant indo sienelių.

Dėl dujų mišinysšviesus Daltono dėsnis:

dujų mišinio slėgis yra lygus kiekvieno mišinio komponento dalinių slėgių sumai:

APIBRĖŽIMAS

Dalinis slėgis yra slėgis, kurį užimtų dujos, kurios yra dujų mišinio dalis, jei jos vienos užimtų tūrį, lygų mišinio tūriui tam tikroje temperatūroje (2 pav.).


2 pav. Daltono dėsnis dujų mišiniui

Molekulinės kinetinės teorijos požiūriu Daltono dėsnis tenkinamas, nes idealių dujų molekulių sąveika yra nereikšminga. Todėl kiekvienos dujos daro slėgį indo sienelėje, tarsi inde nebūtų kitų dujų.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

Pratimas Uždarame inde yra 1 molio deguonies ir 2 molių vandenilio mišinys. Palyginkite dalinį dujų slėgį (deguonies slėgį) ir (vandenilio slėgį):
Atsakymas Dujų slėgis susidaro dėl molekulių poveikio indo sienelėms, jis nepriklauso nuo dujų rūšies. Šiluminės pusiausvyros sąlygomis dujų, sudarančių dujų mišinį, temperatūra, in Ši byla deguonis ir vandenilis yra tas pats. Tai reiškia, kad dalinis dujų slėgis priklauso nuo atitinkamų dujų molekulių skaičiaus. Yra vienas molis bet kurios medžiagos

Kad ir kur būtų dujos: balione, automobilio padangoje ar metaliniame cilindre – jos užpildo visą indo, kuriame yra, tūrį.

Dujų slėgis atsiranda dėl visiškai kitos priežasties nei kieto kūno slėgis. Jis susidaro dėl molekulių poveikio indo sienelėms.

Dujų slėgis ant indo sienelių

Atsitiktinai judėdamos erdvėje, dujų molekulės susiduria viena su kita ir su indo, kuriame jos yra, sienelėmis. Vienos molekulės smūgio jėga yra maža. Tačiau kadangi molekulių yra daug ir jos labai dažnai susiduria, tada, veikdamos kartu ant indo sienelių, jos sukuria didelį slėgį. Jei dedamas į dujas kietas, tada jį taip pat veikia dujų molekulės.

Atlikime paprastą eksperimentą. Po oro siurblio varpeliu dedame surištą balionas nėra visiškai užpildytas oru. Kadangi jame mažai oro, balionas turi netaisyklingos formos. Kai pradėsime pumpuoti orą iš po varpelio, balionas pradės pūsti. Po kurio laiko jis įgaus įprasto kamuoliuko formą.

Kas atsitiko mūsų kamuoliui? Juk buvo pririšta, todėl oro kiekis jame išliko toks pat.

Viskas paaiškinama gana paprastai. Judėjimo metu dujų molekulės susiduria su rutulio apvalkalu jo išorėje ir viduje. Jei iš varpo išpumpuojamas oras, molekulės tampa mažesnės. Tankis mažėja, todėl mažėja ir molekulių poveikio išoriniam apvalkalui dažnis. Dėl to slėgis už korpuso nukrenta. Ir kadangi apvalkalo viduje esančių molekulių skaičius išlieka toks pat, vidinis slėgis viršija išorinį. Dujos spaudžia apvalkalą iš vidaus. Ir dėl šios priežasties jis palaipsniui išsipučia ir įgauna rutulio formą.

Paskalio dėsnis dujoms

Dujų molekulės yra labai judrios. Dėl šios priežasties jie perduoda slėgį ne tik jėgos, kuri sukelia šį slėgį, kryptimi, bet tolygiai visomis kryptimis. Slėgio perdavimo įstatymą suformulavo prancūzų mokslininkas Blaise'as Pascalis: Dujoms ar skysčiui taikomas slėgis nepakitęs perduodamas į bet kurį tašką visomis kryptimis“. Šis dėsnis vadinamas pagrindiniu hidrostatikos dėsniu – mokslu apie skysčius ir dujas pusiausvyros būsenoje.

Paskalio dėsnį patvirtina patirtis naudojant įrenginį, vadinamą Paskalio kamuolys . Šis prietaisas yra kamuolys kieta medžiaga su jame padarytomis mažytėmis skylutėmis, sujungtomis su cilindru, kuriuo juda stūmoklis. Balionas užpildytas dūmais. Suspaudus stūmokliu, iš rutulio skylučių vienodais srautais išstumiami dūmai.

Dujų slėgis apskaičiuojamas pagal formulę:

kur e lin - vidutinė kinetinė dujų molekulių transliacinio judėjimo energija;

n - molekulių koncentracija

dalinis slėgis. Daltono dėsnis

Praktikoje dažniausiai tenka susidurti ne su grynomis dujomis, o su jų mišiniais. Mes kvėpuojame oru, kuris yra dujų mišinys. Automobilių išmetamosios dujos taip pat yra mišinys. Suvirinant grynas anglies dvideginis. Vietoj to taip pat naudojami dujų mišiniai.

Dujų mišinys yra dujų mišinys, kuris nepatenka į cheminės reakcijos tarp savęs.

Atskiro dujų mišinio komponento slėgis vadinamas dalinis slėgis .

Jei darysime prielaidą, kad visos mišinio dujos yra idealios dujos, tai mišinio slėgis nustatomas pagal Daltono dėsnį: „Idealių, chemiškai nesąveikaujančių dujų mišinio slėgis lygus dalinių slėgių sumai“.

Jo vertė nustatoma pagal formulę:

Kiekvienos mišinio dujos sukuria dalinį slėgį. Jo temperatūra lygi mišinio temperatūrai.

Dujų slėgį galima keisti keičiant jų tankį. Kuo daugiau dujų bus pumpuojama į metalinį cilindrą, tuo daugiau molekulių jos atsitrenks į sienas ir tuo didesnis jo slėgis. Atitinkamai, išsiurbdami dujas, jas sumažiname, o slėgis mažėja.

Bet dujų slėgį galima keisti ir keičiant jų tūrį ar temperatūrą, tai yra suspaudžiant dujas. Suspaudimas atliekamas veikiant jėgą dujiniam kūnui. Dėl tokio poveikio sumažėja jo užimamas tūris, padidėja slėgis ir temperatūra.

Dujos suspaudžiamos variklio cilindre judant stūmokliui. Gamyboje aukštas dujų slėgis sukuriamas suspaudžiant jas kompleksiniais prietaisais – kompresoriais, galinčiais sukurti iki kelių tūkstančių atmosferų slėgį.