Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
Jag har svårt att förstå varför gas har en vikt
Gymnasium: Kraft-Rörelse - barometerformeln [13693]
Fråga:
Jag har svårt att förstå varför gas har en vikt.
Tankeexperiment:
Om man för in en gasatom i en sluten vakuumbehållare som står på en våg så kommer ju vågen (i princip) att att visa att vikten ökar.
Lite flummigt tänkande.
Jag tycker ju att gasmolekylens krockar med behållarens botten och ovansidan borde vara lika många och därför borde nettokrafterna ta ut varandra.
Att en vätska eller fast ämne väger är ju lättare att förstå eftersom atomerna ligger på botten och "väger", men en gasmolekyl den "svävar i tomma intet"
Mycket tacksam för svar då jag undrat över frågan under lång tid och skolans fysiklärare har inte kunnat ge någon förklaring.
/Mats O, Gudlav Bilderskolan, Sollefteå 2005-01-20
Jag har svårt att förstå varför gas har en vikt.
Tankeexperiment:
Om man för in en gasatom i en sluten vakuumbehållare som står på en våg så kommer ju vågen (i princip) att att visa att vikten ökar.
Lite flummigt tänkande.
Jag tycker ju att gasmolekylens krockar med behållarens botten och ovansidan borde vara lika många och därför borde nettokrafterna ta ut varandra.
Att en vätska eller fast ämne väger är ju lättare att förstå eftersom atomerna ligger på botten och "väger", men en gasmolekyl den "svävar i tomma intet"
Mycket tacksam för svar då jag undrat över frågan under lång tid och skolans fysiklärare har inte kunnat ge någon förklaring.
/Mats O, Gudlav Bilderskolan, Sollefteå 2005-01-20
Svar:
Barometerformeln säger att
p = p0 - rgh
där p är trycket vid höjden h
g är tyngdaccelerationen
r är gasens densitet
Om lådan finns i ett rum med samma gas och tryck som inuti lådan, så kommer gasen inte att utöva någon netto-kraft. Detta därför att övertrycket på lådans golv och undertrycket på lådans tak kompenseras av motsvarande tryck på lådans utsidor. Om man däremot pumpar ut gasen ur lådan, så kommer man att få en nettokraft uppåt som motsvarar den undanträngda gasens vikt - Arkimedes princip.
Det är ingen skillnad på om det är en gas eller en vätska. Trycket på botten blir större är trycket på locket med ett belopp som svarar mot massangh.
Föreställ dig gasen som en samling bollar som studsar omkring. Tänk dig en boll som studsar i golvet med en viss hastighet. När bollen kommit upp till höjden h har den mer potentiell energi och därmed mindre rörelseenergi. Bollarna rör sig alltså i medeltal långsammare vid taket, vilket betyder att de utövar mindre tryck. Det är alltså en tryckskillnad även om bollarna inte rör vid varandra!
Om höjden h inte är försumbar kommer densiteten att avta med h. Om man tar hänsyn till detta får man integrera. Uttrycket blir då exponentialuttrycket längst ner i figuren.
Barometerformeln säger att
p = p0 - rgh
där p är trycket vid höjden h
g är tyngdaccelerationen
r är gasens densitet
Om lådan finns i ett rum med samma gas och tryck som inuti lådan, så kommer gasen inte att utöva någon netto-kraft. Detta därför att övertrycket på lådans golv och undertrycket på lådans tak kompenseras av motsvarande tryck på lådans utsidor. Om man däremot pumpar ut gasen ur lådan, så kommer man att få en nettokraft uppåt som motsvarar den undanträngda gasens vikt - Arkimedes princip.
Det är ingen skillnad på om det är en gas eller en vätska. Trycket på botten blir större är trycket på locket med ett belopp som svarar mot massangh.
Föreställ dig gasen som en samling bollar som studsar omkring. Tänk dig en boll som studsar i golvet med en viss hastighet. När bollen kommit upp till höjden h har den mer potentiell energi och därmed mindre rörelseenergi. Bollarna rör sig alltså i medeltal långsammare vid taket, vilket betyder att de utövar mindre tryck. Det är alltså en tryckskillnad även om bollarna inte rör vid varandra!
Om höjden h inte är försumbar kommer densiteten att avta med h. Om man tar hänsyn till detta får man integrera. Uttrycket blir då exponentialuttrycket längst ner i figuren.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar