Wat is de druk van een gas, vloeistof en vaste stof?

Wat is de druk van een gas, vloeistof en vaste stof?
Wat is de druk van een gas, vloeistof en vaste stof?
Anonim

Reeds in de oudheid vermoedden mensen wat de druk van lucht en vloeistoffen werkelijk is. Sommige ideeën over de atomaire structuur van materie kwamen tot ons in het gedicht "Over de aard der dingen" van Lucretius Cara, en dit is de periode van de oudheid, terwijl de eigenschappen van druk al in het oude Egypte effectief werden gebruikt. De priesters gebruikten het verwarmde en geëxpandeerde gas om de deuren van de tempels "magisch" te openen, en de bouwers gebruikten een hydraulische lift om zware stenen blokken op te tillen.

wat is druk?
wat is druk?

Tegenwoordig antwoorden ze op de vraag wat druk is als een fysieke grootheid: het is gelijk aan de verhouding tussen kracht en oppervlakte-eenheid. Daarom zijn luchtdruk, vloeistofdruk in een vat en druk van het vaste lichaam op een drager vergelijkbare verschijnselen. Omdat er geweld bij betrokken is, kan er druk worden uitgeoefend om werk te doen (wat de ondernemende oude Egyptische priesters gebruikten).

Met de druk van een stevig lichaam op een steun is in principe alles duidelijk. Het gewicht van het lichaam is een kracht en wordt gedeeld door het contactgebied van het lichaam met de steun. Maar in vloeistof en gas zijn deeltjes niet in rust. Ze zijn constant in beweging, hetzij chaotisch Browniaans of gestuurd door de invloed van externe krachten of interne omstandigheden van het systeem. Druk wordt gecreëerd door de impact van deeltjes op de murenvaartuig.

statische druk
statische druk

De kracht die in dit geval betrokken is bij het creëren van druk, is het momentum dat elk deeltje per tijdseenheid afgeeft. Waar het momentum en de kracht vandaan komen, zullen we begrijpen als we ons de formules van de kinematica herinneren die de elastische botsing van lichamen beschrijven. Een molecuul of atoom van vloeistof en gas wordt beschouwd als een elastische bol. In een vloeibare en gasvormige substantie botsen deeltjes constant met elkaar, wisselen energie en momentum uit. Daarom bestaat er ook niet alleen druk in relatie tot de wand van het vat, maar ook in elke stof. Toegegeven, het kostte wat tijd om erachter te komen dat een dergelijke druk in een vacuüm bestaat. Aanvankelijk werd aangenomen dat vacuüm een absolute leegte is en dat het een nuldruk creëert. De natuurkunde van de schoolcursus gebruikt deze veronderstelling zelfs nu nog.

drukfysica
drukfysica

Laten we teruggaan naar deeltjesbeweging. Het zal ons helpen begrijpen wat druk kinetisch en statisch is. Wanneer deeltjes in chaotische thermische beweging zijn, die constant is, is er een statische druk. Wanneer een externe invloed op het systeem wordt uitgeoefend en de heersende richtingen verschijnen in de beweging van deeltjes, beginnen deze zelfde deeltjes kinetische druk uit te oefenen.

Statische druk kan bijvoorbeeld worden waargenomen op de bodem van een kuip gevuld met water. Als je de kraan opent, zorgt de vallende waterstraal voor extra kinetische druk. Vereenvoudigd, het kan worden berekend op basis van hetzelfdeoverwegingen die hierboven werden beschreven met betrekking tot elastische botsingen van deeltjes. De straal heeft een meetbare snelheid en wisselt bij een botsing momentum uit met de bodem van het bad. De totale druk van het systeem (waterbad) zal gelijk zijn aan de som van de statische en kinetische drukken.

Aanbevolen: