Fysik Tryck i gaser 129-132.pdf

,3 fryck i goser
Vad är lufttryck?
Runt jordklotet finns det ett luftlager som kallas anno{iiren. Eftersom
vi inte kan se luften kan man tro att luft inte väger någonting. Men det
ungefär 10 mil tjocka lagret av luft har en massa som är mycket stor.
Luftens q,ngd gör att luften trycker på jordyan. Det är detta tryck som
vi kallar l"fttrytk.
Ju högre upp i atrnosfären du kommer, desto mindre luft finns det
ovanför dig och som trycker på dig. Därför minskar luftrycket ju högre
upp i atrnosfären du kommer.
Precis som i en vätska är trycket i luft lika stort i alla riktningar. Det
betyder att ovansidan av hur.udet utsätts for lika stort lufttryck som
kinderna och undersidan av hakan.
Så mäts lufttrycket
Lufttryck mäts med en så
ar hektopascal (hPa). Många
Vattnet rinner inte ut därför att lufttrycket
trycker på pappersbiten med en större kraft
uppåt än vad vattnets tyngd trycker neråt.
kallad barometer. Den viktigaste enheten
barometrar är graderade i de gamla en-
heterna millibar (mbar) och millimeter
kaicksilaer (mm Hg). Men hektopascal
och millibar är samma sak.
Lufttrycket varierar från plats till
plats och från dag till dag. \Ä säger
att norruab luftryck vid havsytan
är 1013 hPa. Det motsvarar
760 mm Hg. När man kommer
högre upp i atmosfären sjunker
lufttrycket. Trycket sjunker med
t hPa var åttonde meter.
Normalt lufttryck är 1 013 hPa, vilket mot-
svarar ungefär1 0 N/cm'?. Det betyder att en
1 cm2 stor luftpelare, från jordytan och ut till
atmosfärens yttre gräns, har tyngden 1 0 N.
129

Människan har behärskat konsten att flyga
i ungefär 100 år. När bröderna Wright flög år
1 903 hade åskådarna inte ens börjat använda
bilar. De kom till platsen med häst och vagn
130
Konsten att flyga
Det har tagit lång tid för människan att lära sig konsten attflyga. Under
1800-talet fick pionjärer sätta livet till i mer eller mindre genomtänkta
farkoster. Den första kontrollerade flygturen gjordes år 1903 av amerikanen
Oruille Wr"ight.Idag finns det så mycket flygplan i luften att
det börjar bli trångt om luftutn,nnme på vissa platser. Men hur går det
egentligen till? Hur kan jättestora flygplan flyga?
En förklaring till att flygplan kan flyga är att det uppkommer en
skillnad i lufttryck på vingarnas ovan- och undersida. Tryckskillnaderna
beror på att vingarna är formade så att luften rör sig fortare på ovan-
sidan av vingarna än på undersidan. Trycket sjunker då på ovansidan
och vingen trycks uppåt av det högre trycket på vingens undersida' Ju
snabbare luften rör sig i förhållande till den omgivande luften, desto
lägre blir trycket på vingens ovansida och desto större blir lftkraften.
L1'ftkraft skapas också när vingen pressar luft snett neråt bakom
sig. Aven det ger ett högre tryck under vingen jämfört med ovanför
vingen. Du kan uppleva fenomenet när du åker bil - sträck ut handen
och forma den till en vinge. När du gör det känner du hur handen
trycks uppåt.

Punktering
Hur uppkomer tryck i en gas?
I ett cykeldack måste trycket vara mycket högre än lufttrycket för att
det ska vara lätt att cykla. Men hur får man ett större tryck i dacket?
Inuti däcket rör sig luftens mole$er fritt omkring. De krockar
hela tiden med däckets insida. Däcket utsätts för ett tryck.J'a, mer luft
du pumpar in i däcket desto fler molelg'ler finns som kan krocka med
däcket. Trycket ökar. Om du får punktering pyser luften ut och det blir
samma tryck inuti däcket som utanför.
Mole§lernas hastighet påverkas av temperaturen. Nät temperaturen
ökar så rör sig mole§lerna fortare. Det medför att trycket ökar.
Om temperaturen sjunker så minskar trycket. Du märker det genom
att ett däck kdnns mindre pumpat när det är kallt än när det är varmt.
övertryck
När trycket i en behållare är högre än lufttrycket säger man att det
ar ett öaenryrå i behållaren. Cykeldäck, ballonger och sprayflaskor är
exempel på behållare med övertryck.
På sjukhus används gasflaskor ftllda med syre' Själva finessen med
en gasflaska är att vi kan pressa samman gas, så att det får plats väldigt
mycket gas i en liten flaska. Det kallas för att komprimera gasen. När vi
komprimerar syrgas wingas ett stort antal syremolelqzler in i gasflaskan.
Ju fler mole$er som tvingas in, desto högre blir trycket i flaskan.
Eftersom trycket ökar när temperaturen höjs är gasflaskor väldigt
känsliga för temperaturhöjningar. De måste därför förvaras enligt sär-
skilda regler. En gasflaska som utsätts för stark värme kan explodera
med väldig kraft.
Med hjälp av en cykelpump kan du pumpa
in fler luftmolekyler i däcket än vad det
finns utanför. Då blir trycket i däcket
högre. När det blir punktering blir trycket
detsamma innanför och utanför däcket.
I en uppblåst ballong
är det ett övertryck.
TRYC K
131

TRYCK
De Magdeburgska halvkloten
Är 1654 demonstrerade
Magdeburgs borgmästa re Otto
von Guericke en ny maskin, en
luftpump. Han använde två ihåliga
halvklot av koppar som var ett
par decimeter i diameter. Med sin
luftpump pumpade han ut luften
mellan halvkloten så att det blev
ett undertryck i "klotet': Det innebar
att halvkloten pressades samman
av lufttrycket. Till allas förvåning
var det nätt och jämnt att 1 6 hästar
förmådde dra isär halvkloten.
132
Undertryck - lägre tryck än Iufttrycket
Om du håller i ett paket med kaffe så är det ganska fast och hårt. När
du sedan klipper upp paketet så pyser det till och blir alldeles mjukt.
Varför blir det så?
Jo, anledningen är att kaffet ar aakuumfiirpackat. Genom att suga ut
nästan alla luftmole$erna ur kaffepaketet med en pump så uppstår ett
så kallat urodertryck i paketet. Ett undertryck har lägre tryck än det omgivande
lufttrycket. När i stort sett alla mole§ler har pumpats ut ur
paketet blir paketet vakuumförpackat. I praktiken är det oerhört svårt
att få ut alla molekyler. \Ä brukar säga att det är vakuum när trycket är
mindre än en tusendel av lufttrycket, det vill säga under 1 Pa.
Eftersom trycket i ett kaffepaket är mycket lägre än lufttrycket så
trycker luften ihop paketet så att det blir fast och hårt. Kaffet blir då
lättare att frakta och drar inte åt sig fukt.
Ett annat sätt att skapa undertryck i en behållare är att sänka gasens
temperatur. Då rör sig molekylerna långsammare. Få mole§ler ttaff*
behållarens väggar och trycket sjunker. Eftersom lufttrycket utanför
behållaren är större än innanför, kommer behållaren att pressas ihop
om den inte är tillräckligt stark.
{ä'
#
åj
ö
m
-uuffi*685§6
Vad kallas det lufthölje som omger jorden?
Vad kallas ett instrument som vi mäter lufttryck med?
Vilken enhet används vanligen idag när vi mäter lufttryck?
Hur högt är normalt lufttryck vid havsytan?
ryl':y:r:i
"H.i'19läl9li'. :T.q'" !::':1'.'.o.o.f:1 :'l.h:"s: P:q?
Vad menas med övertryck?
En skyskrapa i NewYork är 320 m hö9. Hur stor är skillnaden
i lufttryck mellan lägsta och högsta punkt i byggnaden?
Varför sjunker trycket i ett cykeldäck när det är kallt ute?
Ett flygplan kör framåt på en startbana. Efter en stund lyfter planet. Varför?
Läs rutan om de Magdeburgska halvkloten. Om vardera halvklot hade en area på
4 000 cm'?. Med vilken kraft var då varje häst tvungen att dra för att halvkloten
skulle gå isär?
"@- Oscar har en barometer som är graderad i mm Hg. En dag tar han den med sig upp på
ett berg som är 1 2OO m högt.Vad visar hans barometer om det den dagen är normalt
lufttryck? Avrunda till heltal.