Давление газа
Давление газа возникает из-за ударов быстро движущихся молекул о стенки сосуда. Чем чаще и сильнее молекулы ударяют о поверхность, тем больше давление.
Как возникает давление
Молекулы газа находятся в непрерывном хаотическом движении. При столкновении со стенкой каждая молекула изменяет направление движения и передаёт стенке часть своего импульса. Миллиарды таких ударов за короткое время создают заметную силу, действующую на стенку во всех направлениях. Поэтому давление — одна из макроскопических величин, которую можно измерить прибором.
Здесь \(p\) — давление, \(F\) — сила давления, действующая перпендикулярно поверхности, а \(S\) — площадь поверхности. В СИ давление измеряют в паскалях: \(1\ \text{Па}=1\ \text{Н}/\text{м}^2\).
От чего зависит давление газа
При постоянном объёме давление увеличивается, если молекулы движутся быстрее: их удары становятся более частыми и сильными. Поэтому при нагревании газа давление обычно растёт. Если в том же объёме становится больше молекул, число ударов о стенки также увеличивается, и давление возрастает. Для идеального газа связь с движением молекул выражают формулой:
Здесь \(n\) — концентрация молекул, \(m_0\) — масса одной молекулы, а \(\overline{v^2}\) — среднее значение квадрата скорости молекул. Формула показывает: давление зависит от количества молекул в единице объёма и от интенсивности их движения.
Если закрытый баллон нагреть, объём газа почти не изменится, но молекулы станут двигаться быстрее. Их удары о стенки усилятся, поэтому давление внутри баллона возрастёт.
Давление — это не сила. Сила измеряется в ньютонах, а давление показывает, какая сила приходится на единицу площади: \(p=F/S\). При одной и той же силе на меньшую площадь приходится большее давление.
Что произойдёт с давлением газа в закрытом сосуде постоянного объёма при нагревании?
Главное
- Давление газа создаётся ударами хаотично движущихся молекул о стенки сосуда.
- Давление определяется формулой \(p=F/S\) и измеряется в паскалях.
- При постоянном объёме нагревание или увеличение числа молекул повышает давление.