Tlak plynu v uzavretej nádobe

Vypracovala: Jana Zárecká

Zoberte si obyčajný balónik a začnite ho nafukovať. Čo sa stane ? Balónik sa začne zväčšovať a nadobúdať určitý tvar. Jeho steny budú čoraz tvrdšie. To znamená, že v balóniku, ktorý naplníme plynom, vznikne tlak.

Podobne, ak nafukujeme nafukovací matrac, na ktorom je položený nejaký predmet, napríklad kniha, pozorujeme, že kniha sa postupne dvíha. Vzduch v nafukovačke pôsobí na jej steny a tieto pôsobia tlakovou silou kolmo na plochu knihy.

Ak by na steny nafukovacieho matraca nepôsobila tlaková sila plynu, ktorým je matrac naplnený, nemohli by sme na nej ležať – ležali by sme na zemi.

Molekuly plynu, ktorým je balón aj matrac naplnený sa neustále pohybujú a pritom narážajú na seba a tiež na steny predmetu, v ktorom je plyn.

Z toho všetkého vyplýva, že v uzavretej nádobe naplnenej plynom je tlak.

Tento tlak porovnávame väčšinou s tlakom v okolí, to znamená s atmosférickým tlakom. Niekedy je v tejto nádobe väčší tlak ako v jej okolí – ako je atmosférický tlak. Vtedy hovoríme, že je v nádobe pretlak.

Pretlak je napríklad v pneumatikách alebo v duši bicykla. Ak by tam pretlak nebol, nedalo by sa na aute a ani na bicykli poriadne jazdiť.

V domácnosti je pretlak tiež v tlakovom hrnci, ktorý používame na varenie, keď chceme, aby sa nám potravina rýchlejšie uvarila. Ak chceme takýto hrniec otvoriť, musíme najskôr uvoľniť ventil, cez ktorý vypustíme časť plynu. Tlak plynu v nádobe sa vyrovná s tlakom v okolí a hrniec bez problémov otvoríme.

Inokedy môže byť v uzavretej nádobe nižší tlak, ako je v okolí (atmosférický tlak). Vtedy hovoríme, že je v nádobe podtlak.

Podtlak je napríklad v zaváraninách. Ak chceme zaváraninu otvoriť, najskôr je výhodné nadvihnúť viečko – do nádoby sa nasaje vzduch, čo počujeme ako „syknutie“. Vtedy sa vlastne vyrovná tlak v nádobe s tlakom v okolí. Potom zaváraninu otvoríme ľahšie.

Podtlak alebo pretlak plynu v uzavretej nádobe do určitých nižších hodnôt meriame jednoduchým zariadením – otvoreným kvapalinovým manometrom.

Je to sklená rúrka naplnená sčasti kvapalinou. Jedno rameno manometra pripevníme na otvor v uzavretej nádobe, druhé je voľne otvorené a na kvapalinu v tomto ramene pôsobí atmosférický tlak. Na rameno pripevnené k nádobe pôsobí buď podtlak – vtedy kvapalina v tomto ramene stúpne a v druhom klesne – medzi hladinami bude určitý výškový rozdiel. Ak je uzavretej nádobe pretlak, hladina kvapaliny v tomto ramene klesne a v druhom stúpne – medzi hladinami je určitý výškový rozdiel. Pomocou hydrostatického tlaku zodpovedajúcemu tomuto výškovému rozdielu určíme, aký je v uzavretej pretlak alebo podtlak.

Na meranie vyšších hodnôt tlaku v uzavretej nádobe sa v technickej praxi používa deformačný alebo digitálny manometer.

              manometer                                     digitálny manometer

Úlohy: 1. Kedy je v uzavretej nádobe pretlak a kedy podtlak?

2. Čím meriame tlak v uzavretej nádobe ?

Použitá literatúra: Fyzika pre 7. ročník základných škôl