Фізика 7 клас тиск газу

1. Особливості молекулярної будови газів

Пре -жде ніж непо-середовища -ствен -но пе -рей -ти до изу -Че -нію давши -ле-ня газу, згадаймо -ним, які осо -бен -но -сті має рас -по -ло-же - ня і дви-же ня мо -ле -кул, з ко-то -рих газ зі -коштують -ит.

По-пер -вих, мо -ле ку -ли газу дви -жут -ся біс -по -ря -доч -но, ха-о -тіч -во.

По-дру -рих, рас -коштують -я-ня між мо -ле ку -ла -ми до -ста -точ -но біль -шіе по срав -не -нію з раз -ме ра-ми мо -ле -кул.

По-тре -тьіх, слідом -ствіе біль -Шо -го рас -коштують -я-ня між мо -ле ку -ла -ми, сили при -тя-же-ня між ними пре-не -бре -жі - мо малі, а сили від -тал -ки -ва-ня ста но -вят -ся за метил ни -ми толь-ко при потовк -но -ве -ні -ях мо -ле -кул. Потовк -но -ве-ня можуть про -іс -хо -діти як між са-ми-ми мо -ле ку -ла -ми, так і між мо -ле ку -ла -ми і стін -ка -ми зі -су -так (Рис. 1).

Мал. 1. Дві-же ня мо -ле -кул газу в зі -су -де

Якщо взяти віз-душ -ний кульку і немно -го його на -дуть, то він при -про -ре -Тітка округ -лую форму, рав-но -заходи -но на -ду -ва -ясь з усіх сто -рон (Рис. 2).

Мал. 2. На -ду тий кулька має округ -лую форму

Така форма ша -рі -ка об'єк -яс -ня -ет -ся тим, що мо -ле ку -ли газу ока -зи -ва -ють давши -ле ня не так, як мо -ле ку -ли твер -дих тел. Адже мо -ле ку -ли газу дви -жут -ся ха-о -тіч -во. За це -му мо -ле ку -ли віз -ду -ха, до -то -рим на пол -нен кульку, уда -ря -ють -ся про внут -рен ня стін -ки про -лоч - ки ша -рі -ка оди -на ко-во в усіх на -правий -ле -ні -ях. А зна -чіт, і давши -ле ня віз -ду -ха не з -сре -до -та -чи -ва -ет -ся на ка -ких-то визна -де -льон -них участ -ках про - лоч -ки, а рав-но -заходи -но рас Пре -де-ля -ет -ся по всій її по -верх -но -сті.

2. Залежність тиску газу від об'єму

Убе -дім -ся в тому, що мо -ле ку -ли газу дей -стві тель-но рас -по -ло-же ни до -ста -точ -но та -ле ко один від одного, і по-це -му гази хо -ро -Шо сжи ма -е -ми.

Візь -мем шприц і рас -по -ло -жим його пір -шень при -блі -зі тель-но по -се -ре -діне ци -Лінії -дра. Від-Віра -стіе шпрі -ка зі -еді -ним з труб -кою, вто -рой кінець до -то -рой на -глу -хо за -крит. Таким про ра -зом, недо-то -рая пір -ция віз -ду -ха буде за -клю -Че -на в ци -Лінії -дре шпрі -ка під порш -нем і в труб -ке (Рис. 3 ).

Мал. 3. У ци -Лінії -дре під порш -нем за -клю -Че -но неко-то -рое до ли -Че -ство віз -ду -ха

Ті -перо по -ста -вим на по -двіж -ний пір -шень шпрі -ка вантаж. Легко за -ме -тіть, що пір -шень немно -го опу -стіт -ся. Це озна -ча -ет, що обсяг віз -ду -ха умень -шіл -ся (Рис. 4). Дру -гі -ми сло-ва-ми, гази (в нашому слу -чае віз -дух) легко сжи ма -ють -ся. Таким про ра -зом, між мо -ле ку -ла -ми газу име -ють -ся до -ста -точ -но біль -шіе про -ме -жут -ки.

Мал. 4. За -ме -ще ня вантажу на пір -шень ви -зи -ва -ет умень -ше ня об'єк-е-ма газу

З дру -гой сто -ро ни, після уста -Новий -ки вантажу пір -шень, немно -го опу -Стівен -шісь, осту -нав ли ва -ет -ся в новому по -ло-же -нді рав-но -ве -ся. Це озна -ча -ет, що сила давши-ле-ня віз-ду-ха на пор-шень (на -правий -льон -ва вгору) збіль-ли -чи -ва -ет -ся і знову рівнян -но - ве ши-ва -ет віз -рос -шій вага порш -ня з гру -зом (на -правий -льон -ний вниз). А по -сколь ку пло -щадь порш -ня при цьому осту -ет -ся неіз -мен -ної, ми при -хо -дім до важ-но -му за -клю -Че -нію.

Будемо пом -ніть при цьому, що маса газу і його тим-пе-ра-ту-ра в ході досвіду осту-ва-лись неіз-мен-ни-ми.

Об -яс -ніть за -ві сі -мость давши -ле-ня від об'єк-е-ма можна сле -ду -ю -щім про ра -зом. При збіль-ли -Че -нді об'єк-е-ма газу рас -коштують -я ня між його мо -ле ку -ла -ми збіль-ли -чи -ва -ет -ся. Каж -дой мо -ле ку -ле ті -перо потрібно прой-ти біль -шее рас -коштують -я ня від од но го удару зі стін -кою зі -су -так до дру-го-го. Середовищ -няя ско-Ростов дви-же-ня мо -ле -кул осту -ет -ся неіз -мен -ної (якщо тим -пе ра -ту ра газу не ме -ня -ет -ся). Сле -до -ва тель-но, мо -ле ку -ли газу рідше уда -ря -ють -ся про стін -ки зі -су -так, а це при -у -діти до змен -ше -нію давши -ле-ня газу. І, на -о -бо -рот, при умень -ше -нді об'єк-е-ма газу його мо -ле ку -ли частіше уда -ря -ють -ся про стін -ки зі -су -так, і давши -ле ня газу збіль-ли -чи -ва -ет -ся (Рис. 5).

Мал. 5. При умень -ше -нді об'єк-е-ма газу рас -коштують -я ня між його мо -ле ку -ла -ми умень -ша -ет -ся

3. Залежність тиску газу від температури

В попе -ду -них опи -тах тим -пе ра -ту ра газу осту -ва -лась неіз -мен -ної, і ми изу -ча ли з -ме -не ня давши -ле-ня слідом -ствіе з -ме -не-ня об'єк-е-ма газу. Ті -перо рас -смот -рім слу-чай, коли обсяг газу осту -ет -ся по -коштують -ян -ним, а тим -пе ра -ту ра газу з -ме -ня -ет -ся. Маса при цьому також осту -ет -ся неіз -мен -ної. З -здать такі умо -вія можна, по -ме -Стівен неко-то -рое до ли -Че -ство газу в ци -ліндр з порш -нем і за -кре -пів пір -шень (Рис. 6).

Мал. 6. З -ме -не ня тим -пе ра -ту -ри дан -ний маси газу при нез -мен -ному об'єк-е -ме

Сле -до -ва тель-но,

- по-пер -вих, частіше про -іс -хо -дят удари мо -ле -кул про стін -ки зі -су -так;

- по-дру -рих, середовищ -няя сила удару каж -дой мо -ле ку -ли про стін ку ста но -віт -ся біль -ше.

Це при -у -діти нас до ще од но -му важ но -му за -клю -Че -нію.

Будемо пом -ніть, що дан -ве утвер -жде ня спра-адже ли-во, якщо маса і об'єм газу в ході з -ме -не-ня його тим -пе ра -ту -ри осту -ють - ся нез -мен ни -ми.

4. Зберігання і транспортування газів

За -ві сі -мость давши -ле-ня газу від об'єк-е-ма і тим -пе ра -ту -ри часто ис -поль -зу -ет -ся в тих -ні -ке і в побуті. Якщо тре -бу -ет -ся пе -ре -вез -ти зна -чи тель -ве до ли -Че -ство газу з од но го місця в дру -гое, або коли гази необ -хо -ді -МО дли тель-но збе -ніть, їх по -ме -Ща -ють в спе -ці -аль -ві ін -ні ме -тал ли -Че -ський зі -су -ди. Ці зі -су -ди ви -дер -жі -ва -ють ви -з -кіе давши -ле-ня, по-це -му з по -МО -щью спе -ці -аль -них на -з -сов ( кому -прес -з -ров) туди можна за -ка -чат зна -чи тель -ві маси газу, до -то -рие в зви -них усло -ві -ях за -ні-ма-ли б в сотні разів біль -шій обсяг (Рис. 7).

Мал. 7. Бал -ло ни для збе-не-ня газів

За -сколь ку давши -ле ня газів в бал -ло -нах навіть при кому-НАТО -ної тим -пе ра -ту -ре дуже ве-ли-ко, їх ні в якому слу -чае нель -зя на -гре -вать (на -при -заходи, дер -жать під пря-ми-ми лу -ча -ми солн -ка) або будь-яким спо-зі -бом пи -тать -ся зро лат в них від-Віра -стіе навіть після ис -поль -ЗО -ва-ня.

Ми ви -яс -ні ли, що давши -ле ня газів об'єк -яс -ня -ет -ся по -двіж -но -стью мо -ле -кул газу і уда ра-ми мо -ле -кул про стін -ки зі -су -дов, в ко-то -рих гази за -клю -Че ни. Давши -ле ня газу за -ві-Сіті від того, який обсяг за -ні-ма -ет дан -ний газ, від його тим -пе ра -ту -ри і маси.