3 sposoby na zwiększenie ciśnienia gazu
MARK SYKES/SPL / Getty Images
Jednym z najczęściej zadawanych pytań z zakresu nauki jest wymienienie trzech sposobów na zwiększenie nacisk zbiornika gazu lub balonu. To doskonałe pytanie, ponieważ odpowiedź na nie pomaga zrozumieć, czym jest presja i w jaki sposób gazy zachowywać się.
Co to jest ciśnienie?
Ciśnienie to siła wywierana na jednostkę powierzchni.
- P = F/A
- Ciśnienie = siła podzielona przez obszar
Jak widać patrząc na równanie, dwa sposoby na zwiększenie ciśnienia to zwiększenie siły lub zmniejszenie obszaru, na który jest wywierane. Jak dokładnie to robisz? To tam gdzie Prawo dotyczące gazu doskonałego wchodzi w grę.
Ciśnienie i prawo gazu doskonałego
Przy niskich (zwykłych) ciśnieniach, gazy królewskie zachowywać się jak gazy doskonałe , dzięki czemu możesz użyć prawa gazu doskonałego do określenia, jak zwiększyć ciśnienie w systemie. Prawo dotyczące gazu doskonałego stanowi:
- PV = nRT
Gdzie P to ciśnienie, V to objętość, n to liczba moli gazu, R to stała Boltzmanna, a T to temperatura
Jeśli rozwiążemy dla P:
- P = (nRT)/V
Trzy sposoby na zwiększenie ciśnienia gazu
- Zwiększ ilość gazu. Jest to reprezentowane przez „n” w równaniu. Dodanie większej ilości cząsteczek gazu zwiększa liczbę zderzeń między cząsteczkami a ściankami pojemnika. To podnosi presję.
- Zwiększ temperaturę gazu. W równaniu jest to reprezentowane przez „T”. Rosnąca temperatura dodaje energii cząsteczkom gazu, zwiększając ich ruch i ponownie zwiększając liczbę zderzeń.
- Zmniejsz objętość gazu. To jest „V” w równaniu. Ze względu na swoją naturę gazy mogą być sprężone, więc jeśli ten sam gaz można umieścić w mniejszym pojemniku, będzie wywierał wyższe ciśnienie. Cząsteczki gazu zostaną zepchnięte bliżej siebie, zwiększając zderzenia (siła) i ciśnienie.