FyzWeb  odpovědna

Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!


nalezeno 12 dotazů obsahujících »atmosférického«

3) Sytá vodní pára16. 02. 2007

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.

(Pavel Böhm a Hanka Böhmová)   >>>  

4) Výbuch pod vodou08. 12. 2006

Dotaz: Četl jsem něco o akustické impedanci v souvislosti s výbuchy pod vodou. Na přechodu tlakové vlny mazi látkymi s různou AI (měkká tkáň-kost) se uvolňuje energie a ta "poškozuje" živočichy ve vodě. V jaké formě je ta energie a jak vůbec celý děj probíhá? Děkuji (matěj)

Odpověď: To jsou trochu vágní informace s "uvolňováním energie". Především akustické veličiny (jako třeba impedance) jsou míněny pro akustické účely, tedy v lineárním přiblížení, jehož oprávnění je dáno velikostí akustických tlaků (od nějakých 10-5 Pa do 20 Pa, oproti 101 325 Pa obyčetného atmosférického tlaku). Při výbuchu pod vodou určitě jde o hodnoty tlaků podstatně větší než akustické, zaména ví-li se, že při nich dojde k poškození živé tkáně.

Tady bych to vyšetřoval prostě jako odraz vlny na rozhraní dvou prostředí (tkáň-vaz, resp. vaz-kost) a podíval se na to, jaká maximální napětí tam budou u hranice - zda se tedy to od kosti může odtrhnout anebo ne.

Další otázka je, zda tkáň snese bez poškození vůbec průchod vlny s tak ostrým náběhem i amplitudou, jaké jsou při explozi pod vodou.

(Jan Obdržálek)   >>>  

5) Vliv tlaku na tuhnutí vody09. 10. 2006

Dotaz: Zdravím. Chci se zeptat, jaký vliv má na bod tuhnutí vody tlak? Konkrétně cca 4-5 bar, tj. jaký je bod tuhnutí při tomto tlaku?? J.Z. (Jarda Z.)

Odpověď: Tlak má vliv velmi malý (mnohem menší než na bod varu). Při desetinásobku atmosférického tlaku je pokles bodu tuhnutí jen asi šest setin stupně Celsia, jak je uvedeno v následující tabulce.

Závislost bodu tání/tuhnutí vody na tlaku
tlak (MPa)teplota (°C)
0,1 (atmosférický tlak)0,00
1-0,06
2-0,14
3-0,21
4-0,29
5-0,36
10-0,74
50-4,02
100-8,80
150-14,40
200-20,69
Zdroj: CRC Press. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 82nd edition. CRC Press, 2001. ISBN 08-4930-482-2.

Pro tlak 5 bar, tedy 0,5 MPa, v těchto tabulkách teplota tání/tuhnutí uvedena není. Je ale zjevné, že pokles je v běžných případech zcela zanedbatelný. Pokud by Vás přesto zajímal tlak právě při 0,5 MPa, ještě se ozvěte, pokusíme se to dopátrat.

(Pavel Böhm)   >>>  

6) Tlak pod vodou12. 09. 2006

Dotaz: Pracuji v obchodě s hodinkami a stále nevím, jak je to s tlakem pod vodou. Uvádí se, že hodinky např. označené 50M = 5atm. Mně se to jeví jako podezřelé, protože podle dalšího vysvětlení tyto hodinky můžete jen ponořit do vody (povrchové plavání), ale není možné s nimi skočit do vody nebo se potápět. Jsem absolutní laik, ale byla bych moc ráda, kdyby mi to někdo jednoduše osvětlil. Jaký je tedy tlak pod vodou a jak to srovnat s označením pro hodinky. Předem děkuji. Nada (nada)

Odpověď: Ve vodě je potřeba počítat s hydrostatickým tlakem, který je součinem hloubky pod hladinou h, hustoty vody ρ a tíhového zrychlení g

hydrostatický tlak=h·ρ·g

Výpočtem se tedy můžeme přesvědčit, že na každých 10m ponoření ve vodě se skutečně tlak zvýší přibližně o hodnotu atmosférického tlaku (standardní atmosférický tlak při povrchu Země je okolo 105Pa). I já bych tedy předpokládal, že s hodinkami označenými 5atm je možné se bezproblému potápět i nekolik desítek metrů. Dotaz proč tomu tak není a proč jsou přesto hodinky takto označeny tedy bude rozumné směřovat na konkrétního výrobce hodinek.

(Jakub Jermář)   >>>  

7) Změny tlaku vzduchu28. 06. 2006

Dotaz: Proč se mění tlak vzduchu, resp. co v atmosféře způsobuje kolísání její hmotnosti nad určitým územím ? (Václav Petráček)

Odpověď: Dějů, které způsobují změnu atmosférického tlaku je celá řada. Při stacionární situaci, kdy se moc nemění "velkoprostorové" rozložení tlakových útvaru v atmosféře, je možné pozorovat denní chod tlaku, který je určen jednak působícími slapovými silami (přitažlivost Slunce a Měsíce - stejně jako příliv a odliv u moří a oceánů) a dále i ohřevem atmosféry od dopadajícího slunečního záření. Dalším fakrorem je proudění, které jednak transportuje vzduch různých vlastností, tedy i teploty a tudíž i tlaku (platnost stavové rovnice) ve smyslu všeobecné cirkulace atmosféry a dále jsou důsledkem proudění i dynamické změny tlaku, jako je například vytváření závětrných tlakových útvarů za pohořími (závětrné brázdy nebo tlakové níže). Jak už jsem řekl, vše je podstatně složitější, neboť atmosféra je třídimenzionální, v čase se vyvijeici prostředí a děje ve středních a vysokých partiích troposféry souvisejí s jejími projevy u zemského povrchu.

I zde bych doporučil případnou literaturu v českém jazice:
  • Jan Bednář: Meteorologie. Úvod do studia dějů v zemské atmosféře. Portál 2003
  • Jaroslav Kopaček, Jan Bednář: Jak vzniká počasí. Karolinum 2005
kde je vysletlena řada věcí bez nutné znalosti partií vyšší matematiky.

(Josef Brechler)   >>>