Přestože vzduch kolem nás necítíme, vzduch není nic. Vzduch je směs plynů: dusík, kyslík a další. A plyny, stejně jako jiné látky, se skládají z molekul, a proto mají hmotnost, i když malou.
Experimenty mohou dokázat, že vzduch má váhu. Uprostřed klacku dlouhého asi šedesát centimetrů zpevníme provaz, na oba konce přivážeme dva stejné balón. Pověsíme hůl za provázek a uvidíme, že visí vodorovně. Pokud nyní propíchnete jeden z nafouknutých balónků jehlou, vzduch z něj vyjde a konec tyče, ke které byl přivázán, se zvedne nahoru. Pokud propíchnete druhou kouli, hůl opět zaujme vodorovnou polohu.
Děje se to proto, že vzduch dovnitř nafouknutý balónek těsnější, a proto těžší než ten kolem něj.
Kolik vzduchu váží závisí na tom, kdy a kde se váží. Hmotnost vzduchu nad vodorovnou rovinou je Atmosférický tlak. Jako všechny objekty kolem nás, i vzduch podléhá gravitaci. Právě to dává vzduchu váhu, která se rovná 1 kg na centimetr čtvereční. Hustota vzduchu je asi 1,2 kg/m 3, to znamená, že krychle o straně 1 m naplněná vzduchem váží 1,2 kg.
Sloup vzduchu stoupající vertikálně nad Zemí se táhne několik set kilometrů. To znamená, že na vzpřímeně stojícího člověka, na jeho hlavu a ramena, tlačí sloup vzduchu o hmotnosti asi 250 kg, jehož plocha je přibližně 250 cm 2!
Takovou váhu bychom nevydrželi, kdyby jí neodolal stejný tlak uvnitř našeho těla. Následující zkušenost nám to pomůže pochopit. Pokud natáhnete list papíru oběma rukama a někdo na něj z jedné strany přitlačí prst, výsledek bude stejný – díra v papíru. Pokud ale stisknete dvěma ukazováčky na stejné místo, ale s různé strany, nic se nestane. Tlak na obou stranách bude stejný. Totéž se děje s tlakem vzduchového sloupce a protitlakem uvnitř našeho těla: jsou stejné.
Vzduch má váhu a tlačí na naše tělo ze všech stran.
Ale nemůže nás rozdrtit, protože protitlak těla se rovná vnějšímu.
Jednoduchý experiment popsaný výše to jasně ukazuje:
pokud stisknete prst na listu papíru na jedné straně, roztrhne se;
ale pokud na něj zatlačíte z obou stran, nestane se to.
Mimochodem...
V každodenním životě, když něco vážíme, děláme to ve vzduchu, a proto zanedbáváme jeho váhu, protože váha vzduchu je ve vzduchu rovna nule. Pokud například zvážíme prázdnou skleněnou baňku, budeme získaný výsledek považovat za hmotnost baňky, přičemž zanedbáme skutečnost, že je naplněna vzduchem. Pokud se ale baňka utěsní a všechen vzduch se z ní odčerpá, dostaneme úplně jiný výsledek...
03.05.2017 14:04
1392
Kolik váží vzduch?
I když některé věci, které v přírodě existují, nevidíme, neznamená to, že neexistují. Je to stejné jako se vzduchem - je neviditelný, ale dýcháme ho, cítíme ho, což znamená, že tam je.
Vše, co existuje, má svou váhu. Má to vzduch? A pokud ano, kolik váží vzduch? Pojďme to zjistit.
Když něco vážíme (například jablko tak, že ho držíme za větev), děláme to ve vzduchu. Proto nebereme v úvahu vzduch samotný, protože hmotnost vzduchu ve vzduchu je nulová.
Například když vezmeme prázdno skleněná láhev a zvážíme ji, budeme získaný výsledek považovat za hmotnost baňky, aniž bychom přemýšleli o tom, že je naplněna vzduchem. Pokud však láhev pevně uzavřeme a odčerpáme z ní všechen vzduch, dostaneme úplně jiný výsledek. A je to.
Vzduch se skládá z kombinace několika plynů: kyslíku, dusíku a dalších. Plyny jsou velmi lehké látky, přesto mají váhu, i když ne velkou.
Abyste se ujistili, že vzduch má váhu, požádejte dospělé, aby vám pomohli provést následující jednoduchý experiment: Vezměte hůl asi 60 cm dlouhou a zavažte do ní provázek.
Dále na oba konce naší tyče připevníme 2 stejně velké nafouknuté balónky. Nyní zavěsíme naši konstrukci za lano přivázané k jejímu středu. V důsledku toho uvidíme, že visí vodorovně.
Vezmeme-li nyní jehlu a propíchneme s ní jeden z nafouknutých balónků, vyjde z ní vzduch a zvedne se konec klacku, ke kterému byl přivázán. A pokud propíchneme druhou kuličku, pak budou konce tyčky rovné a bude opět viset vodorovně.
Co to znamená? A faktem je, že vzduch v nafouknutém balónu je hustší (tedy těžší) než vzduch kolem něj. Proto, když se míč vyfoukl, stal se lehčím.
Hmotnost vzduchu závisí na různých faktorech. Například vzduch nad vodorovnou rovinou je atmosférický tlak.
Vzduch, stejně jako všechny předměty, které nás obklopují, podléhá gravitaci. Právě to dává vzduchu jeho váhu, která se rovná 1 kilogramu na centimetr čtvereční. V tomto případě je hustota vzduchu asi 1,2 kg/m3, to znamená, že krychle o straně 1 m naplněná vzduchem váží 1,2 kg.
Sloup vzduchu stoupající vertikálně nad Zemí se táhne několik set kilometrů. To znamená, že přímo stojící muž, na jeho hlavu a ramena (jejichž plocha je přibližně 250 centimetrů čtverečních) tlačí sloupec vzduchu o hmotnosti asi 250 kg!
Kdyby proti tak obrovské váze nestál stejný tlak uvnitř našeho těla, prostě bychom to nevydrželi a rozdrtilo by nás to. Existuje ještě jeden zajímavá zkušenost, což vám pomůže pochopit vše, co jsme řekli výše:
Vezměte list papíru a natáhněte ho oběma rukama. Poté někoho (například mladší sestru) požádáme, aby na něj prstem na jedné straně přitlačil. Co se stalo? V papíru se samozřejmě objevila díra.
Nyní udělejme totéž znovu, pouze nyní budete muset stisknout stejné místo dvěma ukazováčky, ale z různých stran. Voila! Papír zůstal neporušený! Chcete vědět proč?
Jen tlak na list papíru na obou stranách byl stejný. Totéž se děje s tlakem vzduchového sloupce a protitlakem uvnitř našeho těla: jsou stejné.
Tak jsme zjistili, že: vzduch má váhu a tlačí na naše tělo ze všech stran. Nemůže nás však rozdrtit, neboť protitlak našeho těla je roven vnějšímu, tedy atmosférickému.
Náš nejnovější experiment to jasně ukázal: když zatlačíte na jednu stranu listu papíru, roztrhne se. Ale když to uděláte na obou stranách, tak se to nestane.
Hustota A specifický objem vlhkého vzduchu jsou proměnné veličiny v závislosti na teplotě a vzdušné prostředí. Tyto hodnoty je potřeba znát při výběru ventilátorů, při řešení problémů spojených s pohybem sušidla vzduchovými kanály, při určování výkonu elektromotorů ventilátorů.
Jedná se o hmotnost (hmotnost) 1 metru krychlového směsi vzduchu a vodní páry při určité teplotě a relativní vlhkosti. Měrný objem je objem vzduchu a vodní páry na 1 kg suchého vzduchu.
Obsah vlhkosti a tepla
Nazývá se hmotnost v gramech na jednotku hmotnosti (1 kg) suchého vzduchu v jejich celkovém objemu obsah vzdušné vlhkosti. Získá se vydělením hustoty vodní páry obsažené ve vzduchu, vyjádřené v gramech, hustotou suchého vzduchu v kilogramech.Chcete-li určit spotřebu tepla na vlhkost, musíte znát hodnotu tepelný obsah vlhkého vzduchu. Tato hodnota je chápána jako obsažená ve směsi vzduchu a vodní páry. Číselně se rovná součtu:
Hustota vzduchu je Fyzické množství, charakterizující měrnou hmotnost vzduchu při přírodní podmínky nebo množství plynu v zemské atmosféře na jednotku objemu. Hodnota hustoty vzduchu je funkcí výšky prováděných měření, jeho vlhkosti a teploty.
Za standardní hustotu vzduchu se považuje 1,29 kg/m3, která se vypočítá jako poměr jeho molární hmotnosti (29 g/mol) k molárnímu objemu, stejný pro všechny plyny (22,413996 dm3), odpovídající hustotě suchého vzduchu. vzduchu o teplotě 0 °C (273,15 °K) a tlaku 760 mmHg (101325 Pa) na hladině moře (tj. normální podmínky).
Není to tak dávno, co byly informace o hustotě vzduchu získávány nepřímo prostřednictvím pozorování polárních září, šíření rádiových vln a meteorů. Od nástupu umělých družic Země se hustota vzduchu začala vypočítávat pomocí dat získaných jejich brzděním.
Další metodou je pozorování šíření umělých oblaků sodíkových par vytvořených meteorologickými raketami. V Evropě je hustota vzduchu na povrchu Země 1,258 kg/m3, ve výšce 5 km - 0,735, ve výšce 20 km - 0,087, ve výšce 40 km - 0,004 kg/m3.
Existují dva typy hustoty vzduchu: hmotnost a hmotnost ( specifická gravitace).
Hmotnostní hustota určuje hmotnost 1 m3 vzduchu a vypočítává se podle vzorce γ = G/V, kde γ je hmotnostní hustota, kgf/m3; G je hmotnost vzduchu měřená v kgf; V je objem vzduchu měřený v m3. To se rozhodlo 1 m3 vzduchu za standardních podmínek(barometrický tlak 760 mmHg, t=15°C) váží 1,225 kgf, na základě toho je hmotnostní hustota (měrná hmotnost) 1 m3 vzduchu γ = 1,225 kgf/m3.
S tím je třeba počítat hmotnost vzduchu je proměnná veličina a mění se v závislosti na různé podmínky, jako zeměpisná šířka a síla setrvačnosti, ke které dochází, když se Země otáčí kolem své osy. Na pólech je hmotnost vzduchu o 5% větší než na rovníku.
Hmotnostní hustota vzduchu je hmotnost 1 m3 vzduchu, značí se Řecké písmenoρ. Jak víte, tělesná hmotnost je konstantní veličina. Za jednotku hmotnosti je považována hmotnost závaží platinového irididu, která se nachází v Mezinárodní komoře vah a měr v Paříži.
Hmotnostní hustota vzduchu ρ se vypočítá pomocí následujícího vzorce: ρ = m / v. Zde m je hmotnost vzduchu měřená v kg×s2/m; ρ je jeho hmotnostní hustota, měřená v kgf×s2/m4.
Hmotnostní a hmotnostní hustoty vzduchu závisí na: ρ = γ / g, kde g je koeficient gravitačního zrychlení rovný 9,8 m/s². Z toho vyplývá, že hmotnostní hustota vzduchu za standardních podmínek je 0,1250 kg × s2/m4.
Se změnou barometrického tlaku a teploty se mění hustota vzduchu. Na základě Boyle-Marriottova zákona platí, že čím větší tlak, tím větší hustota vzduchu. S klesajícím tlakem s nadmořskou výškou však klesá i hustota vzduchu, což zavádí vlastní úpravy, v důsledku čehož se zákon vertikálních změn tlaku stává složitějším.
Rovnice, která vyjadřuje tento zákon změny tlaku s výškou v atmosféře v klidu, se nazývá základní rovnice statiky.
Uvádí, že s rostoucí výškou se tlak mění směrem dolů a při stoupání do stejné výšky platí, že čím větší je pokles tlaku, tím větší je gravitační síla a hustota vzduchu.
V této rovnici hrají důležitou roli změny hustoty vzduchu. V důsledku toho můžeme říci, že čím výše stoupáte, tím menší tlak klesne při stoupání do stejné výšky. Hustota vzduchu závisí na teplotě následovně: v teplém vzduchu klesá tlak méně intenzivně než ve studeném vzduchu, proto ve stejné výšce v teplém vzduchu vzduchová hmota tlak je vyšší než za studena.
Při měnících se hodnotách teploty a tlaku se hmotnostní hustota vzduchu vypočítá podle vzorce: ρ = 0,0473xB / T. Zde B je barometrický tlak, měřený v mm rtuti, T je teplota vzduchu, měřená v Kelvinech .
Jak vybrat, podle jakých vlastností, parametrů?
Co je průmyslová sušička stlačeného vzduchu? Přečtěte si o tom, nejzajímavější a relevantní informace.
Jaké jsou aktuální ceny ozonoterapie? O tom se dozvíte v tomto článku:
. Recenze, indikace a kontraindikace ozonoterapie.
Hustotu určuje také vlhkost vzduchu. Přítomnost vodních pórů vede ke snížení hustoty vzduchu, což se vysvětluje nízkou molární hmotností vody (18 g/mol) na pozadí molární hmotnosti suchého vzduchu (29 g/mol). Vlhký vzduch lze považovat za směs ideálních plynů, v každém z nich kombinací hustot lze získat požadovanou hodnotu hustoty jejich směsi.
Tento druh interpretace umožňuje stanovit hodnoty hustoty s chybou menší než 0,2 % v teplotním rozsahu od -10 °C do 50 °C. Hustota vzduchu umožňuje získat hodnotu jeho vlhkosti, která se vypočítá vydělením hustoty vodní páry (v gramech) obsažené ve vzduchu hustotou suchého vzduchu v kilogramech.
Základní rovnice statiky nám neumožňuje řešit neustále vznikající praktické problémy v reálných podmínkách měnící se atmosféry. Proto se řeší za různých zjednodušených předpokladů, které odpovídají skutečnosti reálných podmínkách předložením řady konkrétních předpokladů.
Základní rovnice statiky umožňuje získat hodnotu vertikálního tlakového gradientu, která vyjadřuje změnu tlaku při stoupání nebo klesání na jednotku výšky, tedy změnu tlaku na jednotku vertikální vzdálenosti.
Místo vertikálního gradientu často používají jeho převrácenou hodnotu - hladinu tlaku v metrech na milibar (někdy se také používá zastaralá verze termínu „tlakový gradient“ - barometrický gradient).
Nízká hustota vzduchu určuje malý odpor vůči pohybu. Mnoho suchozemských živočichů v průběhu evoluce využilo environmentálních výhod této vlastnosti vzdušného prostředí, díky čemuž získala schopnost létat. 75 % všech druhů suchozemských zvířat je schopno aktivního letu. Jsou to většinou hmyz a ptáci, ale jsou zde i savci a plazi.
Video na téma „Stanovení hustoty vzduchu“