Давление, которое оказывает газ, возникает из-за движения его молекул. Молекулы газа свободно перемещаются, отскакивая от стенок контейнера и друг друга. Когда молекулы отскакивают от препятствия, они передают небольшое количество силы. Изменение направления из-за препятствия приводит к изменению импульса, который толкает препятствие.
Когда многие молекулы меняют импульс относительно стенки контейнера, давление может быть значительным. Импульс пропорционален скорости, а скорость движения молекул зависит от температуры. По мере повышения температуры газа молекулы движутся быстрее, и давление, которое они оказывают, увеличивается. Тот факт, что газы оказывают давление и что давление зависит от температуры газа, можно использовать многими интересными способами для выполнения полезной работы.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Давление газа создается молекулами газа, отскакивающими друг от друга от стенок контейнера. Каждый раз, когда молекула меняет направление из-за удара о стену, изменение импульса приводит к небольшому толчку. Из-за большого количества задействованных молекул толчки в сумме создают заметное давление, которое можно использовать для работы машин и инструментов.
Определение давления газа
Когда молекулы газа отскакивают от стенок своего сосуда, они проявляют силу. Давление газа определяется как сила, создаваемая газом на единицу площади. В зависимости от цели измерения обычно используются разные единицы. В английской системе единицей давления являются фунты на квадратный дюйм. В метрической системе это ньютоны на квадратный метр, называемые паскалями. В метеорологии атмосфера равна 14,7 фунта на квадратный дюйм или 101,325 килопаскалей.
Как работает давление газа
Газы - это жидкости, то есть они текут из объема с высоким давлением в объем с низким давлением. Объемы, содержащие больше газа или газа при более высокой температуре, имеют более высокое давление, чем объемы, содержащие меньше газа или более холодные. Это означает, что газ можно заставить течь из одного контейнера в другой, увеличивая давление в первом контейнере, либо добавляя больше газа, либо нагревая контейнер. Это свойство давления газа лежит в основе многих двигателей и машин, используемых на заводах и транспорте.
Использование давления газа для работы
Примером приложения, в котором для транспортировки используется давление газа, является двигатель автомобиля. Бензин или дизельное топливо добавляется в воздух и сжимается в двигателе. Топливо горит, нагревая газ и создавая давление, которое толкает поршни двигателя. В этом случае тепло от горящего топлива создает давление газа для работы двигателя автомобиля.
Что касается пневматических инструментов, машины питаются дополнительным воздухом, а не теплом. Компрессор подает воздух в воздушный резервуар, который подает воздух под давлением к различным инструментам. Инструменты используют давление воздуха для завинчивания болтов, пробивки отверстий или гвоздей. Воздух поступает из бака высокого давления через инструменты в атмосферу низкого давления. По мере того, как воздух выходит, он приводит в действие инструменты.
Другие примеры действия давления газа можно найти в канистрах с газировкой, автомобильных и велосипедных шинах, аэрозольных баллончиках и огнетушителях. Каждая из молекул, вызывающих давление газа, вносит крошечную силу, которая в сумме может выполнять полезную работу в масштабе физических объектов.