Gāzes spiediens rodas no tā molekulu kustības. Gāzes molekulas brīvi pārvietojas, atlecot viena no otras uz konteinera sienām. Kad molekulas atlec no šķēršļa, tās pārnes nelielu spēku. Šķēršļa izraisītās virziena maiņas rezultātā mainās impulss, kas nospiež šķērsli.
Kad daudzas molekulas maina impulsu pret konteinera sienu, spiediens var būt ievērojams. Moments ir proporcionāls ātrumam, un molekulu kustības ātrums ir atkarīgs no temperatūras. Palielinoties gāzes temperatūrai, molekulas pārvietojas ātrāk, un to spiediens palielinās. Faktus, ka gāzes izdara spiedienu un spiediens ir atkarīgs no gāzes temperatūras, var izmantot daudzos interesantos veidos, lai veiktu noderīgu darbu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Gāzes spiedienu izraisa gāzes molekulas, kas atlec no vienas un otras tvertnes sienām. Katru reizi, kad molekula maina virzienu, jo tā ietriecas sienā, impulsa izmaiņas rada nelielu grūdienu. Sakarā ar lielo iesaistīto molekulu skaitu, grūdieni rada ievērojamu spiedienu, ko var izmantot mašīnu un instrumentu darbināšanai.
Gāzes spiediena definīcija
Kad gāzes molekulas atlec no konteinera sienām, tās pieliek spēku. Gāzes spiedienu definē kā spēku uz lauka vienību, ko rada gāze. Atkarībā no mērījuma mērķa parasti tiek izmantotas dažādas vienības. Angļu sistēmā spiediena vienība ir mārciņas uz kvadrātcollu. Metriskajā sistēmā tas ir ņūtoni uz kvadrātmetru, ko sauc par paskalu. Meteoroloģijā atmosfēra ir vienāda ar 14,7 mārciņām uz kvadrātcollu jeb 101,325 kilopaskāliem.
Kā darbojas gāzes spiediens
Gāzes ir šķidrumi, kas nozīmē, ka tās plūst no augstspiediena tilpuma uz zema spiediena tilpumu. Apjomiem, kas satur vairāk gāzes vai gāzes augstākā temperatūrā, ir lielāks spiediens nekā tiem, kas satur mazāk gāzes vai ir vēsāki. Tas nozīmē, ka gāzi var likt plūst no viena trauka uz otru, palielinot spiedienu pirmajā traukā, vai nu pievienojot vairāk gāzes, vai sildot trauku. Šī gāzes spiediena īpašība ir pamats daudziem dzinējiem un mašīnām, ko izmanto rūpnīcās un transportā.
Gāzes spiediena izmantošana darba veikšanai
Lietojumprogrammas, kas izmanto gāzes spiedienu transportēšanai, piemērs ir automašīnas dzinējs. Gaiss tiek pievienots benzīnam vai dīzeļdegvielai un saspiests dzinējā. Degviela sadedzina, uzkarsējot gāzi un radot spiedienu, lai spiestu uz motora virzuļiem. Šajā gadījumā siltums no degošās degvielas rada gāzes spiedienu automašīnas motora darbināšanai.
Saspiestā gaisa instrumentiem mašīnām darbina nevis gaiss, bet siltums. Kompresors gaisa tvertnei pievieno gaisu, kas zem spiediena piegādā gaisu dažādiem instrumentiem. Instrumenti izmanto gaisa spiedienu, lai kopā ieskrūvētu skrūves, caurumus vai naglu daļas. Gaiss no augstspiediena tvertnes caur instrumentiem plūst zemā atmosfēras spiedienā. Kad gaiss izplūst, tas darbina instrumentus.
Citus gāzes spiediena piemērus darbībā var atrast soda kannās, automašīnu un velosipēdu riepās, smidzināšanas kannās un ugunsdzēsības aparātos. Molekulas, kas izraisa gāzes spiedienu, katra veicina niecīgu spēku, kas var saskaitīt noderīgu darbu fizisko objektu mērogā.