Tlak, který plyn vyvíjí, pochází z pohybu jeho molekul. Molekuly plynu se volně pohybují a odrážejí se od stěn nádoby a od sebe navzájem. Když se molekuly odrazí od překážky, přenesou malé množství síly. Změna směru v důsledku překážky má za následek změnu hybnosti, která tlačí na překážku.
Když mnoho molekul změní hybnost proti stěně nádoby, může být tlak značný. Hybnost je úměrná rychlosti a rychlost, jakou se molekuly pohybují, závisí na teplotě. Jak teplota plynu stoupá, molekuly se pohybují rychleji a tlak, který vyvíjejí, se zvyšuje. Fakta, že plyny vyvíjejí tlak a že tlak závisí na teplotě plynu, lze použít k provádění zajímavých prací mnoha zajímavými způsoby.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Tlak plynu je způsoben molekulami plynu, které se odrážejí od stěn nádoby a od sebe navzájem. Pokaždé, když molekula změní směr, protože narazí na zeď, vede změna hybnosti k malému tlaku. Vzhledem k velkému počtu zapojených molekul se tlaky přidávají ke znatelnému tlaku, který lze použít ke spuštění strojů a nástrojů.
Definice tlaku plynu
Když se molekuly plynu odrazí od stěn své nádoby, vyvinou sílu. Tlak plynu je definován jako síla na jednotku plochy produkovanou plynem. V závislosti na účelu měření se běžně používají různé jednotky. V anglickém systému je jednotka tlaku liber na čtvereční palec. V metrickém systému se jedná o newton na metr čtvereční, který se nazývá pascal. V meteorologii se atmosféra rovná 14,7 liber na čtvereční palec nebo 101,325 kilopascalu.
Jak funguje tlak plynu
Plyny jsou kapaliny, což znamená, že proudí z vysokotlakého objemu do nízkotlakého. Objemy, které obsahují více plynu nebo plynu při vyšší teplotě, mají vyšší tlak než ty, které obsahují méně plynu nebo jsou chladnější. To znamená, že plyn může proudit z jedné nádoby do druhé zvýšením tlaku v první nádobě, buď přidáním více plynu, nebo zahřátím nádoby. Tato vlastnost tlaku plynu je základem mnoha motorů a strojů používaných v továrnách a dopravě.
Práce s tlakem plynu
Příkladem aplikace, která využívá k přepravě tlak plynu, je motor automobilu. Do vzduchu se přidává benzín nebo nafta a stlačuje se v motoru. Palivo hoří, ohřívá plyn a vytváří tlak, který tlačí na písty motoru. V tomto případě teplo ze spalujícího paliva vytváří tlak plynu pro provoz motoru automobilu.
U nástrojů na stlačený vzduch pohání stroje spíše vzduchem než teplem. Kompresor dodává vzduch do vzduchové nádrže, která dodává vzduch pod tlakem do různých nástrojů. Nástroje používají tlak vzduchu k zašroubování šroubů, děrování otvorů nebo částí hřebíků dohromady. Vzduch proudí z vysokotlaké nádrže přes nástroje do nízkého tlaku v atmosféře. Jak vzduch proudí ven, napájí nástroje.
Další příklady tlaku plynu v akci lze nalézt v plechovkách od sody, pneumatikách pro automobily a jízdní kola, sprejích a hasicích přístrojích. Molekuly, které způsobují tlak plynu, přispívají malou silou, která se může sčítat a dělat užitečnou práci v rozsahu fyzických objektů.