Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 174 dotazů obsahujících »tlak«
162) Vodík v "kovovém stavu"
12. 07. 2002
Dotaz: 1.Slyšel jsem, že na Jupiteru existuje vodík v "kovovém stavu" . Jaké má vlastnosti a co to vlastně je?
2. Šel by udělat "podomácku" laser-jak?
3. Viděl jsem v noci, jak blesk uhodil do vysokonapěťového transformátoru a po chvilce se kolem transfornátoru objevila modrá světélkující mlha, která se asi 10min pohybovala od transformátoru a pak pomalu zanikla. Co to bylo a na jakém to je principu?
(Merek)
Odpověď: 1.
Nevím, zda zrovna na Jupiteru je a proč se soudí, že
by tam pro něj byly vhodné podmínky. "Vodík v kovovém
stavu" je docela lákavá představa založená na tom, že
vodík je ve stejném sloupci jako alkalické kovy.
"Obvyklý" ztužený vodík (ochlazením, resp. za
mírně zvýšených tlaků) je ale izolátor složený z molekul
H2 držících spolu van der Waalsovými silami,
nikoli vodič. Lze si ale představit, že za hodně vysokého
tlaku by mohla existovat kovová vazba. 2. Koupit si vhodné zařízení, např.
laserové ukazovátko (na trhu od 100 Kč) anebo v obchodu se
součástkami polovodičovou laserovou diodu. Jde o to, k čemu
ten laser potřebujete. 3. Zřejmě tam došlo k ionizaci vzduchu,
eventuálně k tvorbě metastabilních radikálů. To, že šlo
právě o vysokonapěťový transformátor, se mi ani nezdá
podstatné tak, jako to, že do (kovové konstrukce) uhodilo.
Dotaz: 1. Co je to z fyzikálního hlediska vlastně plamen.
2. četl jsem o zrychlení světa je to pravda, a jak se dá zrychlit?
3. a dále jsem nedávno četl, že se povedlo přenést jakousi hmotnou věc laserovým paprskem.-něco jako ze star trek je to možné,pokud ano,na jakém principu
4. prý existuje kyslík O4 jaké má vlastnosti, jak vzniká, dá se dýchat,způsobuje nějaké jevy?
(marek)
Odpověď: 1. Podstatou
plamene je plasma (nízkoteplotní), tedy částečně
ionizovaný plyn. Vzniká tím, že chemickou reakcí (hořením)
se vzniklé plyny (proto hořící hliník nemá plamen, Al2O3
je při dosažených teplotách stále tuhý) dostatečně
zahřejí natolik, aby došlo k ionizaci - tj. roztržení
molekuly (jako celek neutrální) na nabité částice. 2. Nejspíš jste četl o světelných jevech v
hmotném prostředí, kde se světlo šíří rychlostí menší
než (legendárních) c=299 792 458 m/s. Cokoliv by mohlo
přenést informaci, se nemůže pohybovat rychlostí větší
než c, ledaže bychom přispustili, že příčina může nastat
později, než důsledek. "Nepřekročitelnost rychlosti
světla" je totiž nikoli vlastnost světla, ale vlastnost
prostoročasu, ve kterém žijeme. 3. Těžko říci, nevím, co máte na mysli.
Ale: 1) Světlo můžete nahlížet jako proud fotonů,
majících svou energii a tedy i hmotnost. 2) "Laserová
pinseta" je známa a používá se i v praxi. 4. Pokud je mi známo z mých chlapeckých let,
vedle obyčejného kyslíku O2 a ozonu O3
byla za vysokých tlaků zjištěna i spektra poukazující na
molekuly O4. Ani bych se tomu nedivil, ale moc velký
význam bych tomu zase nepřikládal. Dýchat se nedá ani ozon
(alespoň ne dlouho :-((( ) , jistě by to bylo silné oxidační
činidlo.
Dotaz: Potřeboval bych zjistit, proč voda má největší hustotu při 4C°a když teplota stoupá nebo klesá její hustota klesá. Ostatní kapaliny při zvyšování teploty jejich hustota klesne a při snižování stoupne. Čím je tato anomálie způsubená. (Vladimír Bureš)
Odpověď: Milý příteli, i my bychom rádě věděli, proč voda má tuto
anomálii, které možná vděčíme svůj život. Další
anomálie je to, že kapalná voda má hustotu větší než
tuhý led (obyčejný, za vyšších tlaků jsou jiné
modifikace, těžší). Ale abych vám alespoň naznačil
faktory, které to určují: Voda není (jen) H2O, ale
asi tak (H2O)5 až (H2O)6.
Kdyby totiž byla jen H2O s molekulovou vohou cca 18,
měla by se chovat zhruba jako neon, a byl by to plyn mající
hodně daleko do zkapalnění. Kruhové "nadmolekuly"
výše vyznačené vznikají díky vodíkovým můstkům, tedy
jakýmsi "nadnormativním vedlejším vazbám" vodíků
ve vodě. Ale to, jak dalece se uplatní při pohybujících se
molekulách H2O (při vyšší teplotě obecně
rychlejší pohyb), to je pak souhra obou faktorů. Ona se
uplatní i v tuhé fázi, najděte si v odborné literatuře
stavový diagram vody za vyšších tlaků, je tam asi 8 fází
ledu.
Dotaz: 1) Kde lze najít (web nebo publikace) něco o změnách vlastností plynů a vodních par při ionizaci. Zajímá mne zejména změna elektrického odporu a elektrické pevnosti plynů při ionizaci. 2) Lze docílit ionizace pomocí laserového paprsku ?
(Jiří Büllow)
http://www.aldebaran.cz/ Bohužel na tomto serveru nejsou udělány
výboje v plynech, nicméně jsou tam hezké obrázky a hlavně
české povídání o plazmatu vůbec.
Co se týče změny
elektrické vodivosti a elektrické pevnosti při ionizaci, je
odpověď značně závislá na druhu plynu a stupni ionizace.
Obecně se dá říci, že ionizovaný plyn se stává elektricky
vodivý (je třeba uvážit, že v atmosféře kolem nás je v
každém kubickém cm asi 2000 iontů), a že za určitých
podmínek (aplikací dostatečně vysokého napětí mezi
elektrodami, mezi kterými se vodivost plynu měří) dojde k
lavinovému efektu, kdy již vytvořené elektrony a ionty na
své dráze dále ionizují, čímž stupeň ionizace, a tím i
vodivost prudce stoupá. Nemalou úlohu přitom hrají i tzv.
gama procesy, tj. sekundarni emise elektronů z povrchu
elektrody. Závislost tzv. zápalného napětí samostatného
výboje na součinu tlaku plynu a vzdálenosti rovinných
elektrod (p.d) udává tzv. Paschenův zákon, což je pro daný
plyn plynulá křivka s jedním minimem pro určité p.d.
Zápalné napětí lze snížit, pokud se poskytnou nějaké
nabité částice navíc (tj. kromě těch, které si elektrony
nebo ionty na své dráze nebo interakci s elektrodou samy
"vyrobí"), např. ionizací prostoru mezi elektrodami
zářením, aplikací dodatečného napětí na pomocnou
elektrodu s ostrým hrotem umístěnou mezi hlavními elektrodami
(tak se zapaluje fotografický blesk), termickou emisí
elektronů z ohřátého povrchu katody (tak se zapaluje výboj v
zářivce). Elektrická pevnost plynů je termín technický,
který je v podstatě ekvivalentní termínu zápalné napětí.
Moje představa o něm je ta, že se vztahuje k přesně
definovanému tvaru elektrod, mezi kterými se tato pevnost
měří, a udává se za daného, většinou atmosferického
tlaku (pokud tedy výboj vznikne, bude to jiskrový výboj).
2/ Co se týče druhé
otázky, ionizace pomocí laserového paprsku, tam odpověď
závisí na energii fotonů a na celkové hustotě energie ve
svazku. Vzhledem k tomu, že teď máme v ČR výkonný laserový
systém PALS, který se používá na generaci plazmatu
interakcí laserového paprsku s pevnou látkou, doporučuji
podívat se na jeho www stranku (v češtině) http://www.pals.cas.cz/pals/pac001hp.htm.(Prof.RNDr. Milan Tichý DrSc. - 21.6.2002)
Dotaz: Poraďte mi, prosím, jak vysvětlit žákům osmé třídy skutečnost, že ve vyšších vrstvách atmosféry je teplota pod bodem mrazu, přestože teplý vzduch stoupá vzhůru. A je-li to pro děti alespoň trohu pochopitelné, poraďte, jak vysvětlit rozložení teploty atmosféry v závislosti na výšce. (Tomáš Špaček)
Odpověď: Milý kolego, doporučoval bych žákům připomenout, že v
atmosféře se směrem vzhůru zmenšuje tlak a hustota, díky
tomu balón naplněný vodíkem nebo héliem, které mají při
stejné teplotě menší hustotu než vzduch, může stoupat.
Místo hélia nebo vodíku ale stačí balón naplnit teplým
vzduchem, který má také menší hustotu než okolní
studenější vzduch a balón opět může vzlétnout. Jestliže
však tenhle teplý vzduch (v balónu nebo bez něj) stoupá do
oblasti nižšího tlaku, pak se rozpíná, tím pracuje a pokud
mu nepřivádíme teplo (např. tím, že bychom vzduch v balónu
ohřívali hořáky, jak se to normálně dělá), chladne
(pracuje na úkor své vnitřní energie). Tak sice teplý vzduch
stoupá vzhůru, ale přitom chladne. Nejnižší vrstva
atmosféry se ohřívá především od zemského povrchu
ohřívaného slunečním zářením, je většinou
promíchávána, taky v ní koluje vlhkost, co dělá mraky a
prší. Proto je skutečná závislot teploty na výšce trochu
složitější, než by odpovídalo zmíněnému chladnutí
bubliny vzduchu při výstupu. Podívejte se se žáky na
aktuální data na stránce http://www.chmi.cz/meteo/oap/graf_ptu.html
Další zajímavé jevy nastanou ve stratosféře (nad
tropopausou, která je na dnešním výstupu asi ve 13,5 km a kde
je teplota minimální) - tam je podstatná absorbce
krátkovlnného záření (UV) ozónem, což nakonec způsobí
ohřev, takže teplota do výšky kolem 50 km zase roste. Výše
už teplota opět klesá, atmosféra je ale už tak řídká, že
teplota spíš říká, jaká je střední rychlost molekul
vzduchu než jakou teplotu bychom cítili, kdybychom tam na
chvíli vylezli z rakety... Graf závislosti teploty na výšce
