Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
114) Proces ohřívání plynu
21. 01. 2009
Dotaz: Proč se při zahřátí plynu zvýší rychlost jeho molekul? Odstrkují se
rychleji? Proč? (Jan Píka)
Odpověď: Pojďme se podívat, jakým způsobem lze takový plyn zahřát. Nejprve si představme, že máme nějaký plyn (třeba vzduch) uzavřený v krabici. Můžeme jej zahřát třeba tak, že nějak zahřejeme krabici a od ní se zahřeje plyn. Co ale znamená, že zahřejeme krabici? Krabice bude mít vyšší teplotu, tudíž její molekuly budou rychleji kmitat. Při nárazech molekul plynu na stěnu krabice (běžný děj, jímž se projevuje tlak v plynu) se pak tyto molekuly nejen odrazí, ale ještě navíc jsou "nakopnuty" více kmitajícími ("teplejšími") molekulami krabice. Molekuly plynu jsou pak v důsledku toho "nakopnutí" rychlejší... neboli krabice zahřála plyn uvnitř.
Existují ale i další mechanismy, zejména záření. Pokud na náš sledovaný plyn, nyní třeba vzduch v atmosféře, dopadá elektromagnetické vlnění správných vlnových délek (což může být třeba sluneční svit), lze si to představit jako ostřelování molekul plynu velmi rychlými malými kuličkami - fotony. A pokud takový foton molekulu plynu nerozbije (jako třeba ionizující záření), tak ji opět pošťouchne, "nakopne"...
Závěrem bych chtěl zdůraznit, že výše uvedené příklady jsou velmi zjednodušující a nelze je interpretovat doslova - fotony nejsou kuličky, náraz molekuly plynu na kmitající molekulu krabice může způsobit v některých (méně častých) případech i zpomalení ("ochlazení") molekuly plynu, ... základní představu o procesu ohřívání plynu však uvedené příklady vystihují.
Dotaz: Dobrý den, měl bych dotaz týkající se chemie. Zajímalo by mě proč
amoniak (NH3) zapáchá, když se skládá z vodíku který je bez zápachu a
dusíku který rovněž nezapáchá. Odpovězte mi prosím na e-mail Děkuji (Michal)
Odpověď: Nejprve je třeba si vyjasnit, že amoniak se neskládá z vodíku (nepáchnoucího
plynu) a dusíku (nepáchnoucího plynu), smísíme-li totiž tři litry vodíku a
litr dusíku, nedostaneme amoniak, nýbrž čtyři litry směsi dusíku a vodíku,
tj. opět nepáchnoucí směs. Ke vzniku amoniaku je třeba, aby proběhla
chemická reakce, při níž vodík přestane být vodíkem (ve smyslu plynu, prvku
s oxidačním číslem 0) a dusík přestane být dusíkem (plynem, tedy prvkem s
oxidačním číslem 0), jejich valenční elektrony se přeskupí, vzniknou
chemické vazby, vodík dostane kladné oxidační číslo a dusík záporné. A
protože už není přítomem ani vodík, ani dusík jako prvky (plyny), nelze
vlastnosti výsledné sloučeniny odvozovat od vlastností těchto výchozích
plynů - už s nimi nemá nic společného. (Vezměme si ilustrační příklad
sirouhlíku, snadno se vypařující smradlavé a jedovaté kapaliny, která přece
také nemá už od pohledu nic společného s uhlíkem - černým nerostem - a
sírou - žlutým nerostem. Chemickou reakcí se původní uspořádání valenčních
elektronů, které je především zodpovědné za vlastnosti, ztratí, nastane nové
a s ním i nové vlastnosti.)
Nyní k otázce zápachu: aby sloučenina zapáchala, musí být splněny dvě
podmínky. Jednak se musí snadno vypařovat, aby se nám dostala do nosu (proto
uhlík nebo křemen nezapáchají), jednak musíme mít v nose čidla registrující
právě tuto sloučeninu (proto nezapáchá voda, kyslík, dusík a další běžné
složky vzduchu, které není třeba cítit, protože bychom je cítili naprosto
neustále a to není žádná smysluplná informace pro náš mozek - proto výskyt
těchto látek pomocí čichu lidský organismus vůbec nesleduje, nemáme na ně
čidla). Proč něco cítíme a něco ne, to je podle mého názoru především
záležitost evoluční - naučili jsme se cítit to, co je pro nás potřebné a
vhodné (jídlo, čerstvý vzduch, sexuální signály opačného pohlaví - feromony
a pod.), a také to, co je pro nás nebezpečné (amoniak, sirovodík, hnilobu a
mrtvoly, výkaly, organická rozpouštědla). Tj. amoniak cítíme proto, že je to
jed a je dobré ho zaregistrovat dříve, než jeho koncentrace přeroste
smrtonosnou mez, abychom mohli včas utéct. Bohužel to tak neplatí vždy -
některé látky ucítíme až při dávkách vyšších, než je smrtelná, některé
necítíme vůbec, například oxid uhelnatý, na jehož přítomnost nás neupozorní
zápach, ale malátnost, ospalost a nakonec smrt.
Dotaz: Protože se zabývám focením, chtěla jsem se zeptat, jak určím kdy je
měsíc nejblíž Zemi - tudíž bude se jevit jako "větší". Díky za
odpověď. M. (Marcela)
Odpověď: Měsíc se k Zemi pravidelně příbližuje (nejblíže je 356 410 km, v tzv. perigeu) a zase vzdaluje (až na 406 697 km, v tzv. apogeu). Perioda od jednoho perigea k následujícímu je zhruba 27 dní a 13 hodin (neboli tzv. anomalistický měsíc). Pak nám již stačí jenom vypátrat, kdy bylo v nedávné minulosti perigeum a přičtením anomalistického měsíce snadno určíme ta další. V lednu 2009 se měsíc nacházel v perigeu v sobotu 10. ledna 2009 okolo 12h.
Fotografie Měsíce v perihelu (nejblíže k Zemi) a apogeu (nejdále).
Rozdíl úhlové velikosti je jasně zřetelný. Zdroj: NASA
Dotaz: ráda bych věděla jaká je možná příčina zemětřesení v
Čechách,které se tu zaznamenalo?co může zemětřesení způsobovat,krom
případné sopky?Děkuji. (šárka langová)
Odpověď: Západní Čechy jsou charakterizované doznívající sopečnou aktivitou, která se projevuje např. existencí minerálních pramenů. Tato doznívající aktivita s sebou nese výrazné změny napěťových poměrů v Zemské kůře. Toto napětí je nutné nějak uvolňovat. V oblasti Nového Kostela je tzv. tektonický zlom, nebo-li styčná plocha mezi dvěma horninovými bloky. Tyto bloky jsou normálně do sebe zakleslé, nepohybují se. Jednou za čas (v západních Čechách 4-8 let, v oblasti Sumatry stovky let), se začnou bloky po sobě rapidně posunovat, aby tak uvolnily nahromaděné napětí. To vyvolává vznik zemětřesných vln, které se pohybují velkou rychlostí k povrchu. Naštěstí se v Západních Čechách hromaděné napětí uvolňuje relativně často a postupně ve formě tzv. zemětřesných rojů a ne za až tak dlouhé období a najednou jako v případě např. Sumatry. Proto se maximální možné magnitudo v západních Čechách odhaduje na zhruba 5.
A nyní k vašemu dotazu, co ještě může způsobovat zemětřesení. Obecně je to cokoli, co dokáže vybudit zemětřesné vlny, čili např. sesuvy v dolech, sesuvy půdy, řízené odpaly v dolech apod. Tyto zdroje ale nemají (pokud jsou dostatečně daleko) ani zdaleka takový potenciál, jako zemětřesení.
Dotaz: Nedávno jsme v semináři probírali mlžné komory, kde prolétávající
částice za sebou zanechá ionty, na nichž kondenzuje voda. Proč ale voda
kondenzuje na iontech? Proč kondenzuje na prachových částicích myslím
chápu, ale u iontů mě žádné vysvětlení nenapadá... (Tereza Zábojníková)
Odpověď: Wilsonova mlžná komora pracuje s tzv. podchlazenou párou. To je takový stav látky, kdy by voda již (podle teploty a tlaku) měla přecházet do kapalného skupenství, ale jěště tak neučinila (podchlazení není příliš výrazné a vodě chyběl nějaký impulz, který by vedl ke změně skupenství). Proletí-li za takové situace podchlazenou párou elektricky nabitá částice, způsobí rozruch v elektromagnetickém poli a tento rozruch "šťouchne" i do molekul vody (která je ve stavu páry; molekuly vody mají dipólový moment, budou tedy na změny elektromagnetického pole reagovat). V podchlazeném stavu stačí páře i docela nepatrný "šťouchanec", aby přešla do kapalného stavu... a průchod nabité částice jej poskytne. Není to tedy tak, že by voda kondenzovala přímo na oněch nabitých částicích.
