7 Termofysik: 7.1 Tryck
Gastryck
En gas är ett kaos av molekyler i oupphörlig rörelse med hög hastighet i alla riktningar. Molekylerna kolliderar ständigt med varandra och med ytor som är i kontakt med gasen. Det gör att gasen i en behållare fyller hela behållaren och trycker på alla ytorna. Gasmolekylerna kolliderar ständigt med väggarna. Det ger gastrycket mot väggarna. Se figur
Luftmolekylerna nederst i atmosfären ger ett lufttryck som vid havsytan har medelvärdet Pa. Detta tryck kallar vi atmosfär, atm.
atm = kPa
Lufttrycket mäter vi med en barometer.
När gasmolekylerna kolliderar mot väggarna i behållaren och studsar tillbaka igen, uppstår ett tryck mot väggarna.
En av de första som tillverkade en barometer och mätte atmosfärstrycket var italienaren Evangelista Torricelli Han var Galileis efterträdare som professor i Pisa. Torricelli fyllde ett långt glasrör med kvicksilver, satte ett finger mot röröppningen och vände röret upp och ner. Sedan satte han ner röret i ett kar med kvicksilver. Se figur Då han tog bort fingret, rann lite av kvicksilvret ut i karet, så att det uppstod vakuum längst upp i röret. Men kvicksilvret i röret stod mm över kvicksilvret i karet. Hur förklarar vi det?
Trycket på den fria vätskeytan utanför röret måste vara lika stort som trycket på samma nivå inne i röret. Alltså måste lufttrycket vara lika stort som trycket av mm kvicksilver. Vi kan också uttrycka det på följande sätt: Tyngden av hela atmosfären är lika stor som tyngden av ett mm djupt kvicksilverhav utspritt över hela jorden.
I en vätska ökar trycket med djupet. Detsamma gäller för en gas. I atmosfären minskar därför lufttrycket med höjden. Det kan du märka i en hiss eller i ett flygplan som stiger snabbt. Det slår "lock för dina öron". Det beror på att lufttrycket på utsidan av trumhinnorna blir lägre än på insidan, så att trumhinnorna buktar utåt.
Pascals lag för vätsketryck, p = ρgh, kan inte användas på lufttrycket i atmosfären. Orsaken är att luftens densitet avtar med höjden.
Torricellis barometer.
