Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 174 dotazů obsahujících »tlak«
54) Mrznutí vody za vyšších tlaků
11. 04. 2007
Dotaz: Jak velký tlak vyvíjí voda, když zmrzne v těsném prostoru? (Václav Kadlec)
Odpověď: Tento tlak je obrovský. Jeho velikost můžeme odhadnout ze závislosti
teploty tuhnutí vody na tlaku. Při atmosférickém tlaku je tato teplota 0 °C, při tlaku stokrát větším je asi -1 °C, při tlaku dvou tisíc atmosfér je to asi -20 °C. To znamená, že při tlaku 2000 atmosfér se začne led tvořit až při teplotě nižší než 20 °C pod nulou, při vyšších teplotách zůstává voda v kapalném skupenství.
Pokud vodu budeme chladit, ale nedovolíme jí zvýšit při krystalizaci v led
svůj objem, bude se zvyšovat její tlak až k takové hodnotě, kdy při dané
teplotě může voda stále ještě být v kapalném skupenství - pro teplotu
-1 °C je to přibližně 100 atmosfér, pro -20 °C je tento tlak
okolo 2000 atmosfér.
Dotaz: Dobrý den, máme dvě nádoby stejného objemu, ve kterých je voda, rovněž stejného
objemu (přičemž voda nezabírá celý objem nádoby). V jedné nádobě je nad hladinou
vody vzduch a v druhé je vzduch vypuštěn, tzn. nad hladinou vody se nachází
pouze vodní páry. Můj dotaz zní: bude v nádobě, ve které není vzduch, větší
množství vodních par, nebo bude v obou nádobách stejné množství vodní páry (nad
vodní hladinou)? (petr)
Odpověď: V nádobě, v níž je v rovnovážném stavu voda se svými parami, je tzv.
dynamická rovnováha. To znamená, že ačkoliv z makroskopického pohledu se
nic nemění (množství kapalné a plynné fáze je pořád stejné), na
mikroskopické úrovni se něco děje: molekuly vody se neustále chaoticky
pohybují, občas některá "vyskočí" z kapaliny a stane se součástí par
("vypaří se"), jindy se zase molekula páry vrátí do kapaliny
("zkondenzuje").
Rovnováha závisí tedy na tom, jak "husto" je molekul vodní páry v plynné
fázi nad kapalinou - pokud příliš mnoho, kondenzují, pokud příliš málo,
nastává vypařování z kapalné fáze. Přitom nezáleží na tom, mezi čím se
tyto molekuly vodní páry pohybují - zda mezi částicemi vzduchu, ve
vzduchoprázdnu nebo v jakémkoli jiném plynu; záleží pouze na jejich
množství v jednotce objemu. Selským rozumem usoudíme, že nemůže být tak
úplně jedno, zda se molekuly pohybují mezi "ničím" nebo mezi částicemi
vzduchu - ale za běžných podmínek je jakýkoli plyn natolik "řídký", že
částice v něm se pohybují dostatečně volně.
Je-li ve Vašich nádobách stejné množství kapalné fáze a v obou případech
jde o rovnovážný stav, musí v nich být také stejná množství vody v
plynném skupenství, v důsledku tedy stejný tlak molekul vodní páry. Liší
se pouze celkový tlak nad kapalinou v nádobě - v jednom případě je
plynná fáze tvořena pouze vodními parami, v druhém stejným množstvím
vodních par a navíc ještě vzduchem, takže celkový tlak je zde vyšší,
tvořený součtem tzv. parciálních (částečných) tlaků jednotlivých složek
(vodní pára, kyslík, dusík, oxid uhličitý... ).
A jaký je tlak syté vodní páry, tedy páry v dynamické rovnováze s
kapalnou vodou? To závisí na teplotě. Např. při 10 °C je to asi 1,2 kPa
(setina atmosférického tlaku), při 50 °C asi 12 kPa, při 100 °C je to
akorát atmosférický tlak a při 120 °C je to asi 2,5 násobek
atmosférického tlaku.
Dotaz: Hezký den. Prosím, jak funguje hračka "čínský ptáček". Nikdy jsem tuto hračku v
praxi neviděl. Je uvedena v uč. fyziky pro G - Molekulová fyzika a termika, 4.
vyd. 2000 na str. 110-111. Děkuji. (Zbyněk Matějka, Mgr.)
Odpověď: Tato hračka, "čínský ptáček" je tvořena skleněnou baňkou - tělem, na níž navazuje skleněná trubička - krček - zakončená trochu širší hlavičkou (obr. 1). Celý ptáček je uchycen tak, aby se mohl volně otáček okolo osy vyznačené zeleným křížkem. V těle ptáčka je těkavá kapalina, údajně ether, nad kapalinou je jak v těle (A), tak i v krčku a hlavičce (B) sytá pára této kapaliny. Jakmile ptáčkovi vodou smočíme zobáček, dojde vlivem odpařování vody ze zobáčku k ochlazování hlavičky a v hlavičce a krčku spolu s teplotou poklesne i tlak sytých par, zatímco v tělíčku zůstává tlak stále stejný. Tento rozdíl tlaků vytlačuje kapalinu z tělíčka do krčku (obr. 2). Spolu s přesouvající se kapalinou se pomalu přesouvá i těžiště celého ptáčka. Vystoupá-li kapalina dostatečně vysoko, ptáček se převáží a nakloní dopředu. Když se nakloní dostatečně (obr. 3), dojde k propojení tělíčka a hlavičky, tlaky se vyrovnají, kapalina přeteče zpět do tělíčka a ptáček se opět napřímí (opět obr. 1). Při předklonu si ale ptáček smočil zobáček ve skleničce s vodou, která stojí před ním, takže se voda z jeho zobáčku zase začne odpařovat a celé se to může opakovat.
Dotaz: Dobrý den, připravuji se na zkoušky z fyziky a ve skriptech mluvi o spojení
"absolutní decibel". Co si pod tim mam predstavit? Dekuji za odpoved (Pavel)
Odpověď: Toto slovní spojení neznám, potřeboval bych, když už, tak delší citát.
Pokud už bych měl hádat (např. :-) pokud bych byl u přijímací zkoušky a
byla by mi tato otázka vmetna v tvář, jak se dokážu poprat s neznámým),
tak asi takto:
Decibely se užívají na určení poměru, tedy na typické relativní měření.
Absolutní měření by se z toho stalo, kdybych srovnával s hodnotou,
kterou bych bral za základ (referenční hodnota). Pokud tedy řeknu, že
něco má hlasitost o 3 dB větší ("relativní"), znamená to 2x více (než
NĚCO). Pokud řeknu, že tam byl kravál 140 dB ("absolutní"), pak je to
příslušněkrát více, než zvolená referenční hodnota, tedy nejslabší zvuk,
který tak právě začínáme vnímat (referenční hodnota výkonu 10-12 W,
resp. v akustickém tlaku ve vzduchu 2·10-5 Pa).
Ještě bokem bych připomněl, že k jednotkám se NEMÁ připojovat žádné adjektivum: to se má připojovat vždy k veličině, nikdy k jednotce, kterou ji měříme.
Dotaz: Ak E=m·c2, tak ked ohrejem zeleznu gulu tak sa zvysi jej hmotnost? (zanedbam rozpinanie a vztlakove sily vzduchu, myslim hmotnost nie vahu) (ja)
Odpověď: Ano, dodáním energie (tedy například zahřátím) se skutečně zvýší hmotnost objektu, prakticky to však nejspíše nikdy nenaměříte. Když bychom totiž zahřáli 1 kg železnou kouli o 1 °C, zvýšila by se její hmotnost zhruba o 5·10-15kg, tedy asi o 0,000 000 000 005 gramů. Tak přesně žádné klasické mechanické váhy samozřejmě neměří.
Poznámka: Hmotnost energie v předchozím odstavci byla spočtena tak, že do rovnice E=m·c2 byla za energii dosazena energie potřebná k ohřátí železa o jeden stupeň (452 J; číselně musí odpovídat měrné tepelné kapacitě železa 452 kg·kg-1K-1) a za rychlost světla ve vakuu pak c = 299 792 458 m·s-1.
