Lecția 24 „presiunea gazului“ desigur „pentru manechine Chimie“ ia în considerare dispozitivul și funcționarea unui barometru de mercur, și vom defini presiunea și ia în considerare unitățile sale. Nu treceți de lecția introductivă în capitolul "Legile stării gazelor", dacă nu ați citit-o încă.
Mercur barometru
Dacă tubul de sticlă, închis la un capăt, umplut cu mercur (Hg), și apoi se întoarce peste capătul deschis al vasului cu mercur, așa cum se arată în figura 3-1 (a), nivelul de mercur din tubul va fi omisă atâta timp cât înălțimea coloanei de mercur deasupra suprafeței mercurului din vas nu va ajunge la aproximativ 760 milimetri (mm).
Presiunea exercitată pe suprafața mercurului într-un vas cu greutatea coloanei de mercur din tub este exact echilibrată de presiunea atmosferei înconjurătoare. Datorită egalității acestor presiuni care acționează în direcții opuse, mercurul nu mai devine din tub. Un astfel de dispozitiv este numit barometru cu mercur. A fost inventat și testat pentru prima dată de către matematicianul italian și fizicianul Evangelist Torricelli pentru a măsura presiunea atmosferică. Torricelli a arătat că înălțimea coloanei de mercur din tubul barometric nu depinde de forma și dimensiunile tubului și, prin urmare, nu este determinată de greutatea mercurului, iar presiunea la baza acesteia. Presiunea atmosferică la nivelul mării suportă o coloană de mercur cu o înălțime de 760 mm (medie). Deoarece în vremurile vechi s-au folosit barometrele de mercur pentru măsurarea presiunii, "milimetru de mercur" a fost folosit ca unitate de măsurare a presiunii.
Unități de măsură a presiunii
Presiunea este definită ca forța pe unitatea de suprafață (P = F / A) și, prin urmare, unitatea de presiune SI este Pascali (Pa), definită ca forța de 1 newton acționează pe o suprafață de 1 metru pătrat (N / m 2) . Pentru cei care sunt predate fizica, îmi amintesc că Newton este forța care dă greutatea corporală de 1 kg accelerație de 1 m / c2.
Exemplul 1. Densitatea mercurului lichid este de 13,596 g / cm3. Care ar fi 1 mm Hg (1 mm Hg) în pascale?
Imaginați-vă un strat de mercur întins pe masă cu o suprafață de 1 m 2 și o grosime de 1 mm. Să traducem mai întâi toate dimensiunile acestui strat în centimetri; atunci volumul său va fi exprimat ca:
- 0,100 cm × 100 cm × 100 cm = 1000 cm3
Densitatea mercurului lichid de 13.596 g / cm 3. te greutatea de 1 centimetru cub de mercur este 13.596 g, și știind acest lucru, este ușor să se stabilească faptul că stratul de masă este:
- 1000 cm 3 x 13,596 g / cm3 = 13 596 g = 13,596 kg
Greutatea acestui strat poate fi găsită ca fiind produsul masei sale prin accelerația datorată gravitației, care este g = 9,8 m / s 2; Astfel, forța cu care se apasă stratul mercurului pe masă este:
- F = m • g = 13,596 kg x 9,806 m / s 2 = 133,32 kg · m • s 2 = 133,32 N
Deoarece suprafața stratului de mercur este egală cu 1 m 2. presiunea aplicată pe masă este definită ca:
- P = F / A = 133,32 N / 1 m 2 = 133,32 N / m 2 = 133,32 Pascal (Pa)
Exemplul 2. Presiunea standard la nivelul mării este considerată a fi exact 760 mm Hg. Exprimați această presiune în pascale.
Din exemplul 1, știm deja că o presiune de 1 mm Hg este echivalentă cu 133,32 Pa. Prin urmare:
- 760 mm Hg × 133,32 Pa / mm = 101 323 Pa
Pascal este o unitate prea mică pentru măsurarea presiunii gazului, la fel cum un metru cub este prea incomod pentru măsurarea volumelor de lichide în laborator. Prin urmare, presiunea gazelor este măsurată, în general, în atmosferă standard:
- 1 atmosferă (atm) = 101 325 Pa = 760 mm Hg
3. În munți, a căror înălțime este de aproximativ 2500 m deasupra nivelului mării, presiunea atmosferică este aproximativ egală cu 3/4 din presiunea la nivelul mării. Exprimați această presiune în atmosferă standard, pascale și milimetri de mercur.
Răspuns: Presiunea este de 0.750 atm, 76.000 Pa sau 570 mm Hg
Trimiteți-le prietenilor: