Təzyiq aşağıdakı kimi hesablanan fiziki kəmiyyətdir: təzyiq qüvvəsini bu qüvvənin təsir etdiyi sahəyə bölün. Təzyiq qüvvəsi çəki ilə müəyyən edilir. Hər hansı bir fiziki obyekt təzyiq göstərir, çünki ən azı bir qədər çəkisi var. Məqalədə qazlardakı təzyiq ətraflı müzakirə ediləcək. Nümunələr bunun nədən asılı olduğunu və necə dəyişdiyini göstərəcək.
Bərk, maye və qaz halında olan maddələrin təzyiq mexanizmlərindəki fərq
Maye, bərk və qazlar arasında fərq nədir? İlk ikisinin həcmi var. Bərk cisimlər öz formasını saxlayır. Bir gəmiyə yerləşdirilən qaz onun bütün yerini tutur. Bu, qaz molekullarının praktiki olaraq bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmaması ilə əlaqədardır. Buna görə də qaz təzyiqinin mexanizmi mayelərin və bərk maddələrin təzyiq mexanizmindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.
Çəkini stolun üstünə qoyaq. Cazibə qüvvəsinin təsiri altında çəki masadan aşağıya doğru hərəkət etməyə davam edərdi, lakin bu baş vermir. Niyə? Çünki cədvəlin molekulları molekullara yaxınlaşırhansı çəki düzəldilsə, aralarındakı məsafə o qədər azalır ki, çəki hissəcikləri ilə masa arasında itələyici qüvvələr yaranır. Qazlarda vəziyyət tamamilə fərqlidir.
Atmosfer təzyiqi
Qaz halında olan maddələrin təzyiqini nəzərdən keçirməzdən əvvəl bir anlayış təqdim edək ki, onsuz əlavə izahat vermək mümkün deyil - atmosfer təzyiqi. Bu, bizi əhatə edən havanın (atmosferin) təsiridir. Hava bizə ancaq çəkisiz görünür, əslində çəkisi var və bunu sübut etmək üçün eksperiment keçirək.
Havanı şüşə qabda çəkəcəyik. Boyundakı rezin boru vasitəsilə oraya daxil olur. Vakuum nasosu ilə havanı çıxarın. Gəlin kolbanı havasız çəkək, sonra kranı açaq və hava içəri daxil olduqda onun çəkisi kolbanın çəkisinə əlavə olunacaq.
Gəmidəki təzyiq
Gəlin qazların gəmilərin divarlarına necə təsir etdiyini anlayaq. Qaz molekulları praktiki olaraq bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərmir, lakin bir-birindən dağılmır. Bu o deməkdir ki, onlar hələ də gəminin divarlarına çatırlar və sonra geri qayıdırlar. Molekul divara dəydikdə onun zərbəsi müəyyən qüvvə ilə gəmiyə təsir edir. Bu güc qısamüddətlidir.
Başqa bir misal. Bir karton vərəqə bir top ataq, top sıçrayacaq və karton bir az kənara çıxacaq. Topu qumla əvəz edək. Təsirlər kiçik olacaq, biz onları eşitməyəcəyik, amma gücləri artacaq. Vərəq daim rədd ediləcək.
İndi isə ən kiçik hissəcikləri götürək, məsələn, ağciyərlərimizdə olan hava hissəciklərini. Kartona üfürük və o, sapacaq. məcbur edirikhava molekulları kartona dəyir, nəticədə ona bir qüvvə təsir edir. Bu güc nədir? Bu təzyiq qüvvəsidir.
Nəticə edək: qaz təzyiqi qaz molekullarının gəminin divarlarına təsirindən yaranır. Divarlara təsir edən mikroskopik qüvvələr toplanır və biz təzyiq qüvvəsi adlanan şeyi əldə edirik. Gücü sahəyə bölməyin nəticəsi təzyiqdir.
Sual yaranır: niyə əlinizə bir vərəq karton götürsəniz, kənara çıxmır? Axı o, qazda, yəni havadadır. Çünki təbəqənin bir tərəfindən və digər tərəfdən hava molekullarının zərbələri bir-birini tarazlayır. Hava molekullarının həqiqətən divara dəydiyini necə yoxlamaq olar? Bu, bir tərəfdən molekulların təsirlərini aradan qaldırmaqla, məsələn, havanı pompalamaqla edilə bilər.
Təcrübə
Xüsusi bir cihaz var - vakuum nasosu. Bu, vakuum boşqabında bir şüşə qabdır. Bir rezin contaya malikdir ki, qapaq və boşqab arasında boşluq olmasın ki, bir-birinə möhkəm otursun. Vakuum qurğusuna bir manometr əlavə olunur, bu da başlığın xaricində və altındakı hava təzyiqindəki fərqi ölçür. Kran nasosa aparan şlanqın başlıq altındakı boşluğa qoşulmasına imkan verir.
Qapağın altına bir az şişirdilmiş şar qoyun. Bir az şişirdildiyi üçün topun içindəki və onun xaricindəki molekulların təsirləri kompensasiya edilir. Topu bir qapaq ilə örtürük, vakuum nasosunu yandırırıq, kranı açırıq. Manometrdə, içəridəki və xaricdəki hava arasındakı fərqin artdığını görəcəyik. Bəs şar? Ölçüsü artır. Təzyiq, yəni molekulların təsirləritopun xaricində, kiçilir. Topun içərisində hava hissəcikləri qalır, xaricdən və içəridən zərbələrin kompensasiyası pozulur. Topun həcmi xaricdən hava molekullarının təzyiq qüvvəsini rezin elastik qüvvənin qismən qəbul etməsi səbəbindən artır.
İndi kranı bağlayın, nasosu söndürün, kranı yenidən açın, qapağın altına hava buraxmaq üçün şlanqı ayırın. Top ölçüsündə kiçilməyə başlayacaq. Qapağın xaricində və altındakı təzyiq fərqi sıfır olduqda, təcrübə başlamazdan əvvəl olduğu kimi eyni ölçüdə olacaqdır. Bu təcrübə sübut edir ki, təzyiq bir tərəfdən digər tərəfdən daha böyükdürsə, yəni qaz bir tərəfdən çıxarılıb digər tərəfə buraxılarsa, təzyiqi öz gözlərinizlə görə bilərsiniz.
Nəticə belədir: təzyiq molekulların təsirləri ilə müəyyən edilən kəmiyyətdir, lakin təsirlər daha çox və daha az ola bilər. Gəminin divarlarına nə qədər çox zərbə vurulsa, təzyiq bir o qədər çox olar. Bundan əlavə, molekulların gəminin divarlarına dəymə sürəti nə qədər çox olarsa, bu qazın yaratdığı təzyiq də bir o qədər çox olar.
Təzyiqin həcmdən asılılığı
Tutaq ki, bizdə gözün müəyyən kütləsi, yəni müəyyən sayda molekul var. Nəzərə alacağımız təcrübələr zamanı bu kəmiyyət dəyişmir. Qaz pistonlu silindrdədir. Piston yuxarı və aşağı hərəkət edə bilər. Silindirin yuxarı hissəsi açıqdır, üzərinə elastik bir rezin film qoyacağıq. Qaz hissəcikləri qabın divarlarına və plyonkaya dəyib. Daxili və xaricdəki hava təzyiqi eyni olduqda, film düzdür.
Pistonu yuxarı hərəkət etdirsəniz,molekulların sayı eyni qalacaq, lakin aralarındakı məsafə azalacaq. Eyni sürətlə hərəkət edəcəklər, kütlələri dəyişməyəcək. Bununla belə, molekul divara çatmaq üçün daha qısa məsafə qət etməli olduğu üçün vuruşların sayı artacaq. Nəticədə təzyiq artmalı və film xaricə əyilməlidir. Buna görə də, həcmin azalması ilə qazın təzyiqi artır, lakin bu, qazın kütləsinin və temperaturunun dəyişməz qalması şərtilə təmin edilir.
Pistonu aşağı hərəkət etdirsəniz, molekullar arasındakı məsafə artacaq, bu da onların silindr və plyonkanın divarlarına çatması üçün lazım olan vaxtın da artacağı deməkdir. Xitlər daha nadir olacaq. Çöldəki qaz silindrin içindən daha yüksək təzyiqə malikdir. Buna görə də film içəriyə doğru əyiləcək. Nəticə: təzyiq həcmdən asılı olan kəmiyyətdir.
Təzyiqin temperaturdan asılılığı
Fərz edək ki, aşağı temperaturda qazı olan bir qab və yüksək temperaturda eyni miqdarda eyni qazı olan bir qabımız var. İstənilən temperaturda qazın təzyiqi molekulların təsirindən yaranır. Hər iki qabda qaz molekullarının sayı eynidir. Həcm eynidir, ona görə də molekullar arasındakı məsafə eyni qalır.
Temperatur yüksəldikcə hissəciklər daha sürətli hərəkət etməyə başlayır. Nəticədə, onların damar divarlarına təsirlərinin sayı və gücü artır.
Aşağıdakı təcrübə qazın temperaturu artdıqca təzyiqinin artması ilə bağlı ifadənin doğruluğunu yoxlamağa kömək edir.
Alınboynu şarla bağlanan şüşə. İsti su ilə dolu bir qaba qoyun. Balonun şişirdildiyini görəcəyik. Konteynerdəki suyu soyuducuya dəyişsəniz və ora butulka qoysanız, şar sönəcək və hətta içəri çəkiləcək.
