Qual è la pressione di un gas, liquido e solido

Qual è la pressione di un gas, liquido e solido
Qual è la pressione di un gas, liquido e solido
Anonim

Già nel mondo antico, la gente sospettava quale fosse realmente la pressione dell'aria e dei liquidi. Alcune delle idee sulla struttura atomica della materia ci sono pervenute nel poema "Sulla natura delle cose" di Lucrezio Cara, e questo è il periodo dell'antichità, mentre le proprietà della pressione erano effettivamente utilizzate già nell'antico Egitto. I sacerdoti usarono il gas riscaldato ed espanso per aprire "magicamente" le porte dei templi, ei costruttori usarono un ascensore idraulico per sollevare pesanti blocchi di pietra.

cos'è la pressione
cos'è la pressione

Oggi, alla domanda su cosa sia la pressione come grandezza fisica, rispondono: è uguale al rapporto tra la forza e l'unità di superficie. Pertanto, la pressione dell'aria, la pressione del fluido in un recipiente e la pressione del corpo solido su un supporto sono fenomeni simili. Dal momento che implicano la forza, si può fare pressione per fare il lavoro (che era ciò che usavano gli intraprendenti sacerdoti egizi antichi).

Con la pressione di un corpo solido su un supporto, in linea di principio, tutto è chiaro. Il peso del corpo è una forza, ed è diviso per l'area di contatto del corpo con il supporto. Ma nel liquido e nel gas le particelle non sono a riposo. Sono costantemente in movimento, siano essi browniani caotici o trasferimenti diretti dovuti all'influenza di forze esterne o condizioni interne del sistema. La pressione è creata dall'impatto delle particelle sulle paretinave.

pressione statica
pressione statica

La forza coinvolta nella creazione di pressione in questo caso è la quantità di moto che ciascuna particella emette per unità di tempo. Da dove provengono la quantità di moto e la forza, capiremo se ricordiamo le formule della cinematica che descrivono l'urto elastico dei corpi. Una molecola o un atomo di liquido e gas è considerata una sfera elastica. All'interno di una sostanza liquida e gassosa, le particelle si scontrano costantemente tra loro, scambiano energia e quantità di moto. Pertanto, la pressione esiste anche non solo in relazione alla parete del recipiente, ma anche all'interno di qualsiasi sostanza.

Anche all'interno del vuoto, c'è sempre una certa quantità di particelle che creano una piccola pressione al suo interno. È vero, ci è voluto del tempo per scoprire che tale pressione esiste nel vuoto. Inizialmente, si credeva che il vuoto fosse un vuoto assoluto e creasse una pressione zero. La fisica del corso scolastico usa questa ipotesi anche adesso.

fisica della pressione
fisica della pressione

Torniamo al movimento delle particelle. Ci aiuterà a capire quale pressione è cinetica e statica. Quando le particelle sono in movimento termico caotico, che è costante, c'è una pressione statica. Quando un'influenza esterna viene applicata al sistema e appaiono le direzioni prevalenti nel movimento delle particelle, queste stesse particelle iniziano ad esercitare una pressione cinetica.

La pressione statica può essere osservata, ad esempio, sul fondo di una vasca piena d'acqua. Se apri il rubinetto, il getto d'acqua che cade creerà una pressione cinetica aggiuntiva. Semplificato, può essere calcolato in base allo stessoconsiderazioni sopra descritte per quanto riguarda le collisioni elastiche di particelle. Il getto ha una velocità misurabile e scambia la quantità di moto con il fondo della vasca al momento dell'impatto. La pressione totale del sistema (bagno d'acqua) sarà uguale alla somma delle pressioni statiche e cinetiche.

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