Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 174 dotazů obsahujících »tlak«
88) Absolutní nula
24. 04. 2006
Dotaz: Dobrý den, mě by zajímalo, jak fyzikové došli na to, že absolutní nula má
hodnotu právě -273,15°C? Této teploty není možné dosáhnout, tak jak na to
přišli, že je to právě tolik? Vychází se třeba z nějaké konstanty...? Děkuji za
případnou odpověď. (Markéta Ondrušková)
Odpověď: Posunutí termodynamické teploty vůči Celsiově stupnici (tedy číslo 273,15) nevychází z žádné obecné konstanty. Parametry Celsiovy stupnice byly zvoleny zcela uměle lidmi, bez ohledu na hodnoty základních fyzikálních konstant (stupnice byla definovaná dle teplot tání a varu vody za určitých tlaků).
Kdybychom neznali termodynamickou teplotní stupnici, zjistili bychom (alespoň přiližně) hodnotu absolutní nuly tak, že bychom změřili například objem nějakého plynu při dvou různých teplotách za stejného tlaku. Pomocí přímé úměry bychom pak spočítali, za jaké teploty by plyn neměl žádný objem. Vycházíme přitom ze zjednodušujícího předpokladu, že plyn se chová téměř jako ideální plyn a je tedy tvořen pouze bodovými (bezrozměrnými) molekulami či atomy.
Ačkoli není možné absolutní nuly dosáhnout, lze se k ní prakticky libovolně přiblížit (samozřejmě čím jsme blíže, tím je další přiblížení obtížnější). Absolutní nula je tedy v podstatě jakousi limitou možného ochlazování. Dnes už je technologicky možné malé vzorky hmoty zmrazit na teplotu jen několik tisícin K.
Dotaz: Dobry den!Chtela bych se zeptat,kolikrat je vodik tezsi nez vzduch?Dekuji za
odpoved. (Dominika)
Odpověď: Při teplotě 0 °C a tlaku 105 Pa je hustota vodíku (H2) přibližně 0,089 kg·m-3 a hustota vzduchu okolo 1,276 kg·m-3. Vzduch má tedy zhruba 14 (= 1,276/0,089) krát větší hustotu, takže můžeme lidově říct, že vzduch je asi 14 krát těžší než vodík.
Hustota vzduchu i vodíku samozřejmě závisí na teplotě a tlaku, proto za jiných podmínek může být poměr obou hustot odlišný.
Dotaz: Rád bych věděl, jakým způsobem se měří (vypočítá) hmotnost, vzdálenost a teplota
uvnitř hvězdy. Děkuji. (Miroslav S.)
Odpověď:
Vzdálenost hvězd lze měřit několika způsoby. Jedním z nich je tzv. trigonometrická (též úhloměrná) metoda, kdy se měří změny polohy hvězdy na obloze v průběhu roku. Jak Země obíhá okolo Slunce, mění se v průběhu roku poloha blízkých hvězd proti zbytku oblohy (vzdáleným hvězdám). Pěkně to ilustruje následující obrázek:
Další možností (a ta se používá spíše u vzdálenějších objektů, obvykle celých galaxií), je metoda spektroskopická. Zde se využívá skutečnosti, že se vesmír rozpíná a v důsledku toho dochází k posunům spektrálních čar v pozorovaných spektrech. Toto posunutí je pak tím větší, čím je objekt dále.
Hmotnost hvězdy lze určit z jejího gravitačního působení (s využitím znalosti 3. Keplerova zákona) buď na jinou hvězdu (ve dvojhvězdách), nebo na fotony (gravitační posuv).
Teplota uvnitř hvězdy se pak odhaduje (např. u hvězd podobných Slunci) obvykle z takovéto úvahy - hmota hvězdy by se na základě gravitačního zákona měla hroutit do středu hvězdy. V rovnováze ji však udržuje tlak, který uvnitř hvězdy panuje a také tlak žáření. A teplota a tlak na sobě vzájemně závisí.
Dotaz: Mám dvě koule o stejném objemu a rozdílné hmotnosti. Ve vzdušné atmosféře je
současně pustím. Která dopadne dříve. (Miroslav David)
Odpověď: Ve vzdušné atmosféře dopadne o něco dříve těžší koule. Podle druhého Newtonova zákona se těleso pohybuje se zrychlením úměrným fíle, která na těleso působí a nepřímo úměrnému jeho hmotnosti:
a = F/m
Ve vzdušné atmosféře na těleso působí jednak tíhová síla F = m*g, ale také brzdná síla tření o vzduch a vztlaková síla vzduchu (i vzduch je kapalina a platí zde hydrostatický zákon). Obě naposledy zmíněné síly nějakým způsobem závisí na tvaru a objemu tělesa, což můžeme zjednodušeně napsat F = -α*V, kde α je nějaký faktor a V objem tělesa. Můžeme tedy tyto síly dosadit do 2. Newtonova zákona a získáváme tvar:
a = (m*g - α*V)/m = g - α*V/m
Vidíme tedy, že zrychlení (a tedy i výsledná okamžitá rychlost) bude tím větší, čím menší bude výraz α*V/m a tedy čím větší bude hmotnost m a menší objem V.
Dotaz: Přeji dobrý den Řeším příklad, kdy mám vypočítat tlak v sacím potrubí pístového
motoru. Znám tlak (10^5 Pa), nasátý objem za sekundu (43 litrů/sec) a teplotu
(20`C) vzduchu před nasátím. Vzduch prochází trubkou o průměru 67mm. Rychlost
proudění mi vychází na 12,26m/sec při průtoku 43litrů/sec, ale za nic na světě
se mi nedaří vypočítat tlak v tomto místě. Předpokládám že bude podle
Bernoulliho rovnice nižší, ale bloudím pořád v kruhu. Můžete mi prosím poradit? (Lukáš D.)
Odpověď: Předpokládejme, že prodění vzduchu v potrubí je ustálené (tedy laminární) - to není vůbec samozřejmé a při výše popsaných podmínkách si netroufám odhadovat, zda tomu tak ve skutečnosti bude. Dále zanedbejme skutečnost, že v důsledku nenulové viskozity vzduchu bude rychlost proudění uprostřed trubice jiná, než podél jejích stěn. Za těchto zjednodušujících předpokladů průměrná rychlost vzduchu v potrubí vychází 14,1 m·s-1 a v důsledku Bernoullliho rovnice by tak pokles tlaku měl činit okolo 120 Pa.
