Ciśnienie gazu w zamkniętym zbiorniku

Skąd się bierze ciśnienie w zamkniętym zbiorniku, skoro jest zamknięty?

Gaz, który jest zamknięty w szczelnym zbiorniku też wywołuje ciśnienie na wewnętrzne ścianki naczynia w którym się znajduje. Ciśnienie to nie koniecznie musi być równy ciśnieniu na zewnątrz zbiornika. Może być większe (mówimy, że występuje nadciśnienie) lub mniejsze (mówimy, że występuje podciśnienie).

Występowanie ciśnienia w zamkniętym zbiorniku jest konsekwencją chaotycznego ruchu cząsteczek gazu. Poruszające się cząsteczki gazu uderzając w ścianki naczynia, odbijają się od ścianek, przez co wywierają nacisk na ścianki.

Ta siła nacisku na ścianki jest siłą parcia, która zgodnie z uogólnioną drugą zasadą dynamiki jest równa zmianie pędu w czasie. Pęd związany jest z prędkością, w tym przypadku prędkością cząsteczek gazu

UWAGA: w poniższym wzorze symbol "p" oznacza pęd

Zobacz przykładowe zadanie, którego rozwiązanie wyjaśnia, dlaczego w dętce rowerowej ze wzrostem temperatury rośnie ciśnienie (pokaż rozwiązanie)

W zamkniętym zbiorniku, ciśnienie można zmienić przez:

- zmianę objętości zbiornika, na przykład zamykamy palcem wylot strzykawki i przesuwamy tłoczek, podobny efekt uzyskamy z pompką do roweru lub piłek

- zmianę temperatury, gdy temperatura zamkniętego zbiornika rośnie, to również rośnie ciśnienie, gdy temperatura zbiornika maleje, to również maleje ciśnienie.

Zmiany ciśnienia gazu w zbiorniku zamkniętym pod wpływem zmiany temperatury, są konsekwencją szybszego lub wolniejszego ruchu cząsteczek gazu. Wyższa temperatura, oznacza większą prędkość cząsteczek gazu, niższa- mniejszą prędkość.

Jak zmienić ciśnienie, gdy zbiornik nie zmienia objętości i nie zmienia się temperatura?

Jeżeli zbiornik nie ma możliwości zmiany objętości, to zwiększenie ciśnienia może odbyć się poprzez dodanie gazu do zbiornika. Czyli dopompowujemy gaz.

Zwiększenie masy gazu w zbiorniku, oznacza zwiększenie ilości zderzeń cząsteczek gazu ze ściankami naczynia. W konsekwencji rośnie ciśnienie w zbiorniku.

Na przykład pompowanie piłki, zwiększa ciśnienie wewnątrz piłki- piłka staje się twardsza.