Čo spôsobuje tlak plynu?

Tlak, ktorý plyn vyvíja, pochádza z pohybu jeho molekúl. Molekuly plynu sa pohybujú voľne a odrážajú sa od stien nádoby a od seba navzájom. Keď sa molekuly odrazia od prekážky, prenesú malé množstvo sily. Zmena smeru spôsobená prekážkou má za následok zmenu hybnosti, ktorá tlačí na prekážku.

Keď veľa molekúl zmení hybnosť proti stene nádoby, môže byť tlak značný. Hybnosť je úmerná rýchlosti a rýchlosť, akou sa molekuly pohybujú, závisí od teploty. Keď teplota plynu stúpa, molekuly sa pohybujú rýchlejšie a tlak, ktorý vyvíjajú, sa zvyšuje. Fakty, že plyny vyvíjajú tlak a že tlak závisí od teploty plynu, sa dajú pri vykonávaní užitočnej práce využiť mnohými zaujímavými spôsobmi.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Tlak plynu je spôsobený molekulami plynu, ktoré sa odrážajú od stien nádoby a od seba navzájom. Zakaždým, keď molekula zmení smer, pretože narazí na stenu, vedie zmena hybnosti k malému tlaku. Kvôli veľkému počtu zúčastnených molekúl sa tlaky zvyšujú k znateľnému tlaku, ktorý je možné použiť na prevádzku strojov a nástrojov.

Keď sa molekuly plynu odrazia od stien nádoby, pôsobia silou. Tlak plynu je definovaný ako sila na jednotku plochy produkovanú plynom. V závislosti od účelu merania sa bežne používajú rôzne jednotky. V anglickom systéme je jednotka tlaku libra na štvorcový palec. V metrickom systéme sú to newtony na meter štvorcový, ktoré sa nazývajú pascal. V meteorológii sa atmosféra rovná 14,7 libier na štvorcový palec alebo 101,325 kilopascalu.

Plyny sú kvapaliny, čo znamená, že prúdia z vysokotlakového objemu do nízkotlakového. Objemy, ktoré obsahujú viac plynu alebo plynu pri vyššej teplote, majú vyšší tlak ako tie, ktoré obsahujú menej plynu alebo sú chladnejšie. To znamená, že plyn môže prúdiť z jednej nádoby do druhej zvýšením tlaku v prvej nádobe, a to buď pridaním väčšieho množstva plynu, alebo zohriatím nádoby. Táto vlastnosť tlaku plynu je základom mnohých motorov a strojov používaných v továrňach a doprave.

Príkladom aplikácie, ktorá využíva na prepravu tlak plynu, je motor automobilu. Benzín alebo motorová nafta sa pridávajú do vzduchu a stláčajú sa v motore. Palivo horí, ohrieva plyn a vytvára tlak na stlačenie piestov motora. V takom prípade teplo zo spaľovacieho paliva vytvára tlak plynu na prevádzku motora automobilu.

Pri nástrojoch na stlačený vzduch poháňa stroje skôr vzduch ako teplo. Kompresor dodáva vzduch do vzduchovej nádrže, ktorá dodáva vzduch pod tlakom do rôznych nástrojov. Nástroje používajú tlak vzduchu na zaskrutkovanie skrutiek, vyrazenie otvorov alebo častí nechtov. Vzduch prúdi z vysokotlakovej nádrže cez náradie do nízkeho tlaku v atmosfére. Keď prúdi vzduch, poháňa nástroje.

Ďalšie príklady tlaku plynu v akcii možno nájsť v plechovkách od sódy, pneumatikách automobilov a bicyklov, rozprašovačoch a hasiacich prístrojoch. Molekuly, ktoré spôsobujú tlak plynu, prispievajú malou silou, ktorá sa môže sčítať pri vykonaní užitočnej práce v rozsahu fyzických objektov.