Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой и позапрошлой лекции мы решали задачи на тему давление. Тема, которой мы посвятим сегодняшнюю лекцию называется "Давление газа".
И так...чем отличаются газы, жидкости и твердые тела друг от друга? У жидкостей и у твердых тел есть свой объем, твердые тела сохраняют свою форму, а газы в отличии от жидкостей и твердых тел не обладают своей формой. Если мы поместим газ в какой-то сосуд, то он займет все пространство этого сосуда, весь объем сосуда. И вот из-за того, что газы занимают весь предоставленный им объем, а связано это с тем, что молекулы газа практически не взаимодействуют друг с другом, механизм давления газов существенно отличается от механизма давления твердых тел и жидкостей. Чтобы лучше это понять давайте разберемся сначала в деталях как производится давление твердых тел на поверхность опоры.
В газах ситуация совершенно не такая, как мы отразили в видеоролике выше в твердых телах. Для того, чтобы разобраться в том какое давление оказывают газы на стенки сосудов давайте еще раз вспомним, что между собой молекулы газа практически не взаимодействуют, но при этом они же и не улетают из сосуда в котором заключены. Значит они все таки достигают стенок сосуда и потом возвращаются. Но что означает, что молекула достигает стенки сосуда и потом возвращаются? Происходит удар молекулы газа о стенку сосуда...давайте наглядно посмотрим это в коротком видеоролике...
Посмотрев условную схему взаимодействия молекул газа со стенками сосуда возникает вопрос...
Посмотрев видеоролик давайте попытаемся ответить еще на один вопрос. От чего же зависит давление газа? Мы понимаем, что давление газа определяется ударами молекул, но удары могут быть более многочисленными и менее многочисленными. Чем больше ударов происходит о стенки сосуда, тем больше давление. Но это еще не все...Чем больше скорость молекул, ударяющихся о стенку сосуда, тем большее давление производимое этим газом. И давайте мы с вами попробуем изучить вопрос как зависит давление газа от двух факторов...допустим у нас есть определенная масса газа, т.е какое-то количество молекул. В ходе тех опытов, которые мы будем демонстрировать ниже это количество молекул меняться не будет. Газ будет находится в закрытом сосуде.
И так пусть масса газа в нашем случае будет неизменна. И зададим такой вопрос: "как давление данной массы газа зависит от объема газа, при одной и той же массе газа?". Для того, чтобы изучить такую зависимость необходимо провести опыт с использованием экспериментальной установки...
А теперь давайте подумаем вот о чем...мы же можем не менять объем, а изменять температуру газа нагревая его или охлаждая. Зададим себе вопрос, как давление данной массы газа зависит от температуры?
Допустим у нас есть сосуд с газом при низкой температуре и сосуд с тем же самым газом в том же количестве при высокой температуре.
При низкой температуре, как и при высокой температуре давление газа обусловлено ударами молекул. Количество молекул газа в обоих сосудах одно и то же по условию задачи, объем в отличии от предыдущего опыта в обоих сосудах так же одинаков, мы его не меняем, значит расстояние между молекулами остается тем же самым. Что же меняется, когда мы увеличиваем температуру газа? Чем отличается горячее тело от холодного? Вспомним, что при увеличении температуры становятся более быстрыми такие процессы, как диффузия, броуновское движение. О чем это говорит? Это говорит о том, что с ростом температуры молекулы начинают двигаться быстрее. Следовательно, во-первых увеличивается число ударов молекул при увеличении температуры, потому что молекулы движутся быстрее, к тому же если молекула движется медленно, то сила удара будет слабая, а если молекула движется быстро, то сила удара будет большая. Значит, при увеличении температуры давление должно увеличиваться по двум причинам сразу. Во-первых увеличивается число ударов молекул о стенки сосуда, во-вторых увеличивается сила удара...
И давайте теперь подтвердим это с помощью опыта...
И так давайте сделаем вывод: при увеличении температуры давление данной массы газа становится больше и физика этого процесса состоит в том, что при увеличении температуры увеличивается и число ударов молекул о стенки сосуда и сила этих ударов.
И так давайте подведем итог этой лекции. В начале лекции мы на примере продемонстрировали, какое давление оказывает твердое тело на поверхность опоры на котором это тело располагается с условной схемой взаимодействия молекул тела и опоры. Далее на примере схемы взаимодействия молекул со стенками сосуда наглядно увидели как столкновение частиц различного размера влияет на отклонение условных стенок сосуда. Далее провели опыт в котором узнали как влияет наличие или отсутствие равновесия на стенки сосуда на примере резинового шарика, помещенного в герметичную колбу. Далее посмотрели как на изменение давления влияет объем газа при неизменной массе и как влияет увеличение температуры на давление газа в закрытом сосуде. И в конце лекции показали наглядный опыт демонстрирующий нагрев колбы с резиновым шариком и его влияние на увеличение объема шарика.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.