Plyny obrázky

Vlastnosti částic plynu:

• navzájem se odpuzují:
  • vyplní celý prostor -> plyny jsou rozpínavé, stlačitelné
  • jsou tekuté (lze je přelévat), tvar mají podle nádoby
• jsou nejdále od sebe -> plyny jsou stlačitelné
• kmitají nejvíce

Vlastnosti jednotlivých skupenství - přehled

Plyny mají menší hustotu než kapaliny a pevné látky.

Plyny kolem nás

- potápěčský zvon, keson (obr:z, z1, k, k1, k2)
- vodní pára (neviditelná - nad mořem, hrncem)
- kyslík - dýchání, svařování autogenem
- dusík - v atmosféře (díky němu nevybuchne kyslík v atmosféře)
- vodík (výbušný!), helium - náplň vzducholodi (Hindenburg, Zeppelin)
- zemní plyn, propan-butan (výbušné!) - palivo k vaření, topení, palivo vozidel (LPG)
- oxid uhličitý CO₂ - bublinky v nápojích
- N₂O (oxid dusný) - šlehačkové bombičky
Pozor na výbuch u hořlavých plynů: vodík, kyslík, zemní plyn, propan-butan!

Plyn lze zkapalnit i silným stlačením a ochlazením:
     * propan-butan - k převozu, čerpací stanice, zásobník u domu (pozor na výbuch!)
     * kyslík - zásobník ke sváření, v nemocnici
     * oxid uhličitý CO₂ - sifonové bombičky

Proč se zadní část Titaniku (naplněná vzduchem) na dně oceánu "stlačila", ale přední část (plná vody) ne?
Co se stane s balónem, plícemi při ponoření do velké hloubky?
Co se stane s dusíkem v krvi (vždy tam je) po rychlém vynoření z hlubin?

Atmosférický tlak

je hydrostatický tlak způsobený tíhou vzduchu v atmosféře (podobně, jako v kapalině).
Země je obklopena asi 1000 km silnou vrstvou vzduchu.
Velikost atmosférického tlaku:

POZN: na 1 cm² našeho těla působí silou jako 1 kg závaží.
Jeho hodnota závisí na:

• nadmořské výšce
• počasí

Ukázka: Mapa atmosférického tlaku

Tento tlak udrží hladinu kapaliny v převrácené nádobě jen do omezené výšky (rtuť 750 mm, voda 10 m…)
Ve větší nadmořské výšce je malý tlak (obtížné dýchání horolezců, letců).

Měření atmosférického tlaku: barometr (rtuťový), aneroid…
Měřením atmosférického tlaku letadlo zjistí svoji výšku - výškoměr.

Toricelliho pokus ve škole+ven

Podtlak = prostor s tlakem menším než p_a(žárovka, zářivka, konzervy, zavařovací sklenice, vakuované potraviny, sání vysavače…).
Vytvoří jej: Vývěva, odsávání (vysavač, hasičská pumpa…), sání brčkem, ústa při pití, přísavky (na stěnu, chobotnice, nohy zvířat)…

Ruční pumpa vysaje vodu jen z 10 m hloubky 1 2

Vakuum = nulový tlak (vesmír, prostor v převrácené nádobě nad 750 mm rtuti…)

Přetlak = prostor s tlakem větším než p_a: nafouknuté pneumatiky (míč, lehátko, airbag), tlakové nádoby (sprej, limonáda, svářecí, potápěčské, propan-butanové…), zapalovač, tlakový hrnec.
Vytvoří jej: kompresor, pumpa, nafouknutí ústy, stlačení pístu ucpané stříkačky …
Využití přetlaku: sbíječka, kompresorové stříkání, láhve na plyn ("bomby"), šroubování kol v autoopravně (pneumatický šroubovák) …
Díky atmosférickému tlaku funguje: přísavka, magdeburské polokoule (obr, video)
Měření přetlaku: manometr (pneumatiky), tonometr (krevní tlak).

Ukázky: obrácená sklenice+moje, podtlak drží sklenice, model plic 15:51

Do kategorií přetlak a podtlak zařaď: hadice vysavače, pneumatika, pití brčkem, přísavka (na stěnu, chobotnice), sprej, propan-butanová láhev, zvon na WC, papiňák.

Proč se do igelitového obalu úmyslně dělá díra? Co na Měsíci?
Proč musí být trup letadla vzduchotěsný?
Meteorologický balón stoupá do výšky 30 km. Co se s ním při tom děje?

Desku ze země zvedneme hůře, je-li přikrytá novinami (noviny zamezí proudění vzduchu pod desku)13:23, 21:54.
Plechovka s trochou vroucí vody->ochlazení->atm. tlak ji stlačí.
Video - vývěva, podtlak v baňce, láhvi, plechovce

Atmosféra Země

je vrstva vzduchu (vysoká několik set km) kolem Země.

Troposféra:

• nejnižší vrstva 0-18 km
• teplota dole 25°C nahoře -60°C (v 18 km)
• obsahuje většinu vodní páry, tvoří se v ní mraky, v ní probíhají změny počasí

Ozónová vrstva (ve výšce 20-30 km) pohltí část ultrafialového (UV) záření.
Ozónová díra = oblast s menší vrstvou ozónu.

Atmosféra se chová podobně jako kapalina - vztlakovou silou (nepatrnou) nadnáší tělesa.
Těleso s menší hustotou stoupá do výšky: teplý vzduch, teplovzdušný balón, balón naplněný lehkým plynem (helium).

V místě, odkud stoupá teplý vzduch, vzniká podtlak. Proudí tam proto vzduch z okolí = vítr, tornádo, orkán.
Vítr posunuje oblačnost, tlačí na plochu plachty, draka, lopatek větrného mlýna, elektrárny…
Anemometr - měří rychlost větru.

Proč může letec i bez motoru (větroň, paraglidista) hodiny kroužit ve vzduchu? (za vhodných podmínek).
Proč létá solární balón (černý sáček naplněný vzduchem), za jakých podmínek?
Co se v létě děje se vzduchem nad pevninou, kam odchází? Co vzduch nad mořem?

Animace: https://giphy.com/gifs/planet-earth-DMUFPG2niG1TW, Vašč

Meteorologie

na základě sledování počasí a měření meteorologických prvků (teplota, tlak, vlhkost, rychlost větru, srážky, oblačnost…) předpovídá stav atmosféry.
Sledují i magnetické a elektrické pole, činnost Slunce, průtok vody v řekách, znečištění, ozónovou vrstvu… -> předpovědi BIOzátěže, sjízdnost řek…

Barograf - přístroj pro záznam tlaku vzduchu během dne.
Termograf - přístroj pro záznam teploty vzduchu během dne.

Atmosférická fronta = rozhraní mezi studenou a teplou oblastí. Fronta se pohybuje.
Tlaková níže = oblast s nižším atm. tlakem.
Tlaková výše = oblast s vyšším atm. tlakem.

Růst tlaku -> pěkně.
Pokles tlaku -> zhoršení počasí (oblačno, déšť)
Normální tlak = atmosférický tlak, při němž jsou udávány hodnoty fyzikálních vlastností látek:
p_n = 101 325 Pa

Barometr je tenká "konzerva", uvnitř je podtlak. Co se při změně atmosf. tlaku děje s jejím pružným víčkem?
Má-li letec tlakový výškoměr, musí jej při každém vzletu nastavit na výšku nula. Proč je to nutné?

Létání

Těleso lehčí, než vzduch, nese atmosféra vztlakovou silou (balón horkovzdušný, plněný vodíkem, heliem).

K létání tělesa těžšího než vzduch je nutné křídlo a jeho pohyb vzduchem.
Vztlak při tom nadnáší křídlo (letadla, list vrtule).
Rychlá auta zase křídlo tlačí k zemi.

Ukázky: proudění vzduchu: balónky, křídlo, aerodynamika (nezkresl. věda), winglet
Vznášedlo z CD

Průběh teploty v atmosféře 1 2, průběh letu B737
Bumerang ze špachtlí