Властивості і тиск газів
Тиск - це показник, що характеризує відношення сили, що діє на поверхню перпендикулярно їй, до площі цієї поверхні.
Відмітною властивістю газу є його здатність заповнювати всю ємність або посудину в межах обмеженого простору. Тобто посудину заповнюється газом рівномірно. У міру заповнення газ тисне на стінки ємності. Якщо не вдаватися в структурний аналіз газу, то можна сказати, що тиск газів урівноважене по всьому судині. Але, враховуючи молекулярну будову газу, не можна говорити про його спокійному стані. Молекули завжди знаходяться в русі і вдаряються об стінки, стикаючись один з одним. В одному місці ці удари можуть бути інтенсивніше, а в іншому - відсутні зовсім. Таке пересування молекул хаотично.
Стикаючись з перешкодою, молекула впливає на нього з силою, що дорівнює добутку маси молекули на її швидкість. Відштовхуючись від стінки, молекула подвоює даний показник. Це результат необхідно помножити на кількість ударів в секунду, що припадають на один квадратний сантиметр. Отриманий показник згідно закону Ньютона дорівнює силі, яка впливає на цю ділянку, помноженої на час дії. Отримане значення і є тиск газової суміші.
Які фактори визначають тиск газів?
Найголовнішим є показник стиснення газів. Інакше кажучи, це кількість молекул, які знаходяться в даному посудині. Прикладом може служити процес накачування автомобільних шин.
Другий показник - це температура газової суміші. Тиск може змінюватися під впливом двох факторів одночасно: при зміні температури або зміну обсягу. Але кожен з цих показників має незначний вплив на параметри іншого чинника. Оптимальний тиск газу, тобто його рівновагу, відбувається при врівноважених значеннях температури і механічного впливу.
Коли тиск газів у всій ємності стає рівномірним, настає механічне рівновагу. У цей момент припиняється пересування в різних частинах газової суміші. Теплова рівновага спостерігається в момент, коли температура стає однаковою для різних ділянок ємності і не відбувається теплообмін між частинами газу.
З усього сказаного можна зробити висновок, що тиск газів визначається пересуванням молекул і ударами їх об стінки посудини. Якщо зменшити кількість газу в посудині, то тиск збільшиться. І, навпаки, при збільшенні кількості газу в ємності тиск зменшиться. Це правило дієво при незмінних показниках температури і маси газу.
При підвищенні температури спостерігається збільшення тиску газів. Це відбувається тільки при незмінних показниках маси газу.
Вимірювання тиску газів відбувається і без застосування формули. Це необхідно при проведенні практичних занять і дослідів. Для вимірювання тиску повітря потрібно тільки показник атмосферного тиску. Щоб виміряти тиск газів в герметичній ємності, потрібні деякі допоміжні прилади: барометр, термометр, ваги, манометр.
Повітря теж є сумішшю газів. Для вимірювання тиску повітря можна використовувати звичайний барометр-анероїд. На його шкалі використовують такі одиниці вимірювання, як атмосфера або міліметри ртутного стовпа. Можна використовувати і ртутний барометр, який менш зручний, але більш точний.
Щоб виміряти тиск в закритій ємності, як правило, використовують манометр. Для більш точних вимірювань застосовують електронний манометр, на якому можна налаштувати діапазон виміру.
Якщо відомі основні характеристики газу, то можна скористатися формулою для розрахунку його тиску.