Shinikizo ni kiasi halisi ambacho huhesabiwa kama ifuatavyo: gawanya nguvu ya shinikizo kulingana na eneo ambalo nguvu hii hutenda. Nguvu ya shinikizo imedhamiriwa na uzito. Kitu chochote cha kimwili hutoa shinikizo kwa sababu kina angalau uzito fulani. Nakala hiyo itajadili kwa undani shinikizo katika gesi. Mifano itaonyesha inategemea na jinsi inavyobadilika.
Tofauti katika mifumo ya shinikizo ya dutu kigumu, kioevu na gesi
Kuna tofauti gani kati ya vimiminika, yabisi na gesi? Wawili wa kwanza wana kiasi. Miili imara huhifadhi sura yao. Gesi iliyowekwa kwenye chombo huchukua nafasi yake yote. Hii ni kutokana na ukweli kwamba molekuli za gesi kivitendo haziingiliani na kila mmoja. Kwa hivyo, utaratibu wa shinikizo la gesi ni tofauti sana na utaratibu wa shinikizo la kioevu na yabisi.
Hebu tuweke uzito kwenye meza. Chini ya ushawishi wa mvuto, uzito ungeendelea kusonga chini kupitia meza, lakini hii haifanyiki. Kwa nini? Kwa sababu molekuli za meza zinakaribia molekuli kutokaambayo uzito hufanywa, umbali kati yao hupungua sana kwamba nguvu za kukataa hutokea kati ya chembe za uzito na meza. Katika gesi, hali ni tofauti kabisa.
Shinikizo la angahewa
Kabla ya kuzingatia shinikizo la vitu vya gesi, hebu tuanzishe dhana ambayo bila maelezo zaidi haiwezekani - shinikizo la anga. Hii ndio athari ambayo hewa (anga) inayotuzunguka ina. Hewa inaonekana tu haina uzito kwetu, kwa kweli ina uzito, na ili kuthibitisha hili, hebu tufanye jaribio.
Tutapima hewa kwenye chombo cha glasi. Inaingia huko kupitia bomba la mpira kwenye shingo. Ondoa hewa na pampu ya utupu. Hebu tupime chupa bila hewa, kisha tufungue bomba, na wakati hewa inapoingia, uzito wake utaongezwa kwa uzito wa chupa.
Shinikizo kwenye chombo
Hebu tuchunguze jinsi gesi inavyofanya kazi kwenye kuta za vyombo. Molekuli za gesi kivitendo haziingiliani na kila mmoja, lakini hutawanyika kutoka kwa kila mmoja. Hii ina maana kwamba bado hufikia kuta za chombo, na kisha kurudi. Wakati molekuli inapiga ukuta, athari yake hufanya kazi kwenye chombo kwa nguvu fulani. Nguvu hii ni ya muda mfupi.
Mfano mwingine. Wacha tupige mpira kwenye karatasi ya kadibodi, mpira utaruka, na kadibodi itapotoka kidogo. Wacha tubadilishe mpira na mchanga. Athari zitakuwa ndogo, hata hatutazisikia, lakini nguvu zao zitaongezeka. Laha itakataliwa kila mara.
Sasa hebu tuchukue chembe ndogo zaidi, kwa mfano chembe za hewa tulizo nazo kwenye mapafu yetu. Tunapiga kwenye kadibodi, na itapotoka. Tunalazimishamolekuli za hewa hupiga kadibodi, kwa sababu hiyo, nguvu hufanya juu yake. Nguvu hii ni nini? Hii ni nguvu ya shinikizo.
Hebu tuhitimishe: shinikizo la gesi husababishwa na athari za molekuli za gesi kwenye kuta za chombo. Nguvu za microscopic zinazofanya kazi kwenye kuta zinaongeza, na tunapata kile kinachoitwa nguvu ya shinikizo. Matokeo ya kugawanya nguvu kwa eneo ni shinikizo.
Swali linatokea: kwa nini, ikiwa unachukua karatasi ya kadibodi mkononi mwako, haigeuki? Baada ya yote, ni katika gesi, yaani, katika hewa. Kwa sababu athari za molekuli za hewa kwenye upande mmoja na mwingine wa karatasi husawazisha kila mmoja. Jinsi ya kuangalia ikiwa molekuli za hewa ziligonga ukuta? Hili linaweza kufanywa kwa kuondoa athari za molekuli upande mmoja, kwa mfano, kwa kutoa hewa nje.
Jaribio
Kuna kifaa maalum - pampu ya utupu. Hii ni jarida la glasi kwenye sahani ya utupu. Ina gasket ya mpira ili hakuna pengo kati ya kofia na sahani ili waweze kushikamana vizuri kwa kila mmoja. Manometer imeunganishwa kwenye kitengo cha utupu, ambacho hupima tofauti katika shinikizo la hewa nje na chini ya hood. Bomba huruhusu bomba linaloelekea pampu kuunganishwa kwenye nafasi iliyo chini ya kofia.
Weka puto iliyoinuliwa kidogo chini ya kofia. Kwa sababu ya ukweli kwamba imechangiwa kidogo, athari za molekuli ndani ya mpira na nje yake hulipwa. Tunafunika mpira na kofia, fungua pampu ya utupu, fungua bomba. Juu ya kupima shinikizo, tutaona kwamba tofauti kati ya hewa ndani na nje inakua. Vipi kuhusu puto? Inaongezeka kwa ukubwa. Shinikizo, yaani, athari za molekulinje ya mpira, inakuwa ndogo. Chembe za hewa ndani ya mpira hubakia, fidia ya mshtuko kutoka nje na kutoka ndani inakiukwa. Kiasi cha mpira hukua kutokana na ukweli kwamba nguvu ya shinikizo la molekuli za hewa kutoka nje inachukuliwa kwa sehemu na nguvu ya elastic ya mpira.
Sasa funga bomba, zima pampu, fungua bomba tena, chosha bomba ili kuruhusu hewa kuwa chini ya kifuniko. Mpira utaanza kupungua kwa ukubwa. Wakati tofauti ya shinikizo nje na chini ya kofia ni sifuri, itakuwa na ukubwa sawa na ilivyokuwa kabla ya kuanza kwa jaribio. Uzoefu huu unathibitisha kwamba unaweza kuona shinikizo kwa macho yako mwenyewe ikiwa ni kubwa zaidi kwa upande mmoja kuliko upande mwingine, yaani, ikiwa gesi imetolewa kutoka upande mmoja na kushoto kwa mwingine.
Hitimisho ni hii: shinikizo ni kiasi ambacho hubainishwa na athari za molekuli, lakini athari zinaweza kuwa nyingi zaidi na chache zaidi. Kupiga zaidi kwenye kuta za chombo, shinikizo kubwa zaidi. Zaidi ya hayo, kadri kasi ya molekuli inavyozidi kugonga kuta za chombo, ndivyo mgandamizo unaotolewa na gesi hii unavyoongezeka.
Utegemezi wa shinikizo la sauti
Wacha tuseme tuna uzito fulani wa jicho, yaani, idadi fulani ya molekuli. Katika kipindi cha majaribio ambayo tutazingatia, wingi huu haubadilika. Gesi iko kwenye silinda yenye bastola. Pistoni inaweza kuhamishwa juu na chini. Sehemu ya juu ya silinda imefunguliwa, tutaweka filamu ya mpira ya elastic juu yake. Chembe za gesi hupiga kuta za chombo na filamu. Wakati shinikizo la hewa ndani na nje ni sawa, filamu ni tambarare.
Ukiisogeza bastola juu,idadi ya molekuli itabaki sawa, lakini umbali kati yao utapungua. Watasonga kwa kasi sawa, wingi wao hautabadilika. Hata hivyo, idadi ya vibao itaongezeka kwa sababu molekuli inapaswa kusafiri umbali mfupi ili kufikia ukuta. Matokeo yake, shinikizo linapaswa kuongezeka, na filamu inapaswa kuinama nje. Kwa hiyo, kwa kupungua kwa kiasi, shinikizo la gesi huongezeka, lakini hii hutolewa kuwa wingi wa gesi na joto hubakia bila kubadilika.
Ukisogeza bastola chini, umbali kati ya molekuli utaongezeka, ambayo ina maana kwamba muda utakaozichukua kufikia kuta za silinda na filamu pia itaongezeka. Vipigo vitakuwa adimu. Gesi ya nje ina shinikizo kubwa kuliko ile iliyo ndani ya silinda. Kwa hiyo, filamu itainama ndani. Hitimisho: shinikizo ni kiasi ambacho kinategemea sauti.
Utegemezi wa shinikizo kwenye halijoto
Tuseme tuna chombo chenye gesi kwenye joto la chini na chombo chenye gesi sawa kwa kiwango sawa na joto la juu. Kwa joto lolote, shinikizo la gesi ni kutokana na athari za molekuli. Idadi ya molekuli za gesi katika vyombo vyote viwili ni sawa. Kiasi ni sawa, kwa hivyo umbali kati ya molekuli hubaki sawa.
Halijoto inapoongezeka, chembechembe huanza kutembea kwa kasi zaidi. Kwa hivyo, idadi na nguvu ya athari zao kwenye kuta za chombo huongezeka.
Jaribio lifuatalo husaidia kuthibitisha usahihi wa taarifa kwamba joto la gesi linapoongezeka, shinikizo lake huongezeka.
Chukuachupa, shingo ambayo imefungwa na puto. Weka kwenye chombo cha maji ya moto. Tutaona kwamba puto imechangiwa. Ukibadilisha maji kwenye chombo kuwa ya baridi na kuweka chupa hapo, puto itapungua na hata kuvutwa ndani.
