Up

AEROSTATIKA

 

Tlak ve vodě a ve vzduchu

Pod tlakem

    Kapaliny a plyny, společně nazývané tekutiny, působí na předměty tlakem. Když se potápíme, cítíme zvláštní tlak na celé tělo, zvláště na ušní bubínky. Lovci perel, kteří se potápějí do velkých hloubek (kolem 50 až 60 metrů) bez jakýchkoliv ochranných pomůcek, si ušní bubínky dokonce často poškodili.
    Když se plavec nadechne a ponoří se do hloubky asi 10m, hydrostatický tlak stlačí jeho plíce asi na polovinu. Proto mu k dýchání nestačí hadice, která sahá nad hladinu. Aby se vyrovnaly síly, které působí zevnitř i zvenčí, musí dýchat vzduch pod takovým tlakem, jaký je okolo něho. Potřebuje
dýchací přístroj. Ten automaticky nastaví tlak vzduchu, který potápěč dýchá.
   Světový rekordman v potápění na jeden nádech se prý potopí až do hloubky 150 metrů. Chrání si přitom uši, nosní sliznici i oči. Ponoření je velmi rychlé, se zátěží. Výstup na hladinu naopak trvá mnohem déle *). Celkově je pod vodou cca 4 min, tep se mu přitom zpomaluje až na 10 úderů za minutu.
   Potápěč ve speciálním pancéřovém skafandru se může ponořit do hloubky až 130m, obyčejná ponorka do hloubky okolo 200 m. Těžký kovový skafandr vydržel dokonce tlak v hloubce do 300m.
   Švýcarský fyzik Piccard sestrojil zvláštní ponorku,
batyskaf a v roce 1960 se s ní ponořil do nejhlubšího místa na světě.

 

 

Ve výšce 20km činí tlak vzduchu méně než desetinu tlaku vzduchu u hladiny moře.

Dopravní letadla létají ve výškách, kde je tlak vzduchu menší než tlak uvnitř lidského těla, takže člověk by se tam nemohl nadýchnout. V letadle se proto musí udržovat normální atmosférický tlak.

Na vrcholcích velehor je vzduch velmi řídký a tlak klesá asi na polovinu tlaku u hladiny moře. Horolezci obvykle používají dýchací přístroj, zdroj kyslíku.

Tlak u hladiny moře je zhruba roven tlaku, který by vyvolala tíha krávy stojící na plošce velikosti talíře.

Člověk se nemůže potopit do hloubky více než asi 120m (rekordman 150m), neboť větší tlak vody by ho už rozdrtil.

Ponorky se mohou potopit hlouběji, neboť jejich pevný trup vydrží větší tlak vody.

V hloubce 10km pod hladinou oceánu se tlak vody rovná tlaku, jaký by na plošku talíře vyvolalo sedm dospělých slonů.

Člověk jako ryba

   Atmosféra je vysoká asi 20 – 30 km. My žijeme na dně zemské atmosféry – na dně „vzduchového moře“. Vnější tlakové síly jsou vyrovnávány kapalinami v našem těle, ale protože jsme na působení atmosférického tlaku zvyklí od narození, neuvědomujeme si ho. S rostoucí nadmořskou výškou se vzduch stává řidším a jeho tlak se zmenšuje. Pokud bychom bez ochranného obalu - skafandru stoupali atmosférou vzhůru, měli bychom obdobné potíže jako hlubinná ryba vytažená k hladině, vnitřní přetlak by nás roztrhal.

 

Podtlak a přetlak

Udělej si model plic:    Plastová láhev představuje hrudní koš, dva balónky - plíce,  brčka - průdušnici, gumová rukavice - bránici. Otvory kolem brček je třeba dobře zatěsnit - třeba plastelínou.

Při stahu mezižeberních svalů a bránice se zvětší prostor v hrudním koši - vytvoří  se podtlak a plíce "nasají" vzduch.

 

 

 

Při uvolnění mezižeberních svalů a  bránice se objem hrudníku zmenší a vzduch se z plic vyfoukne ven.

Poznámka: Po hlubokém vdechu je možno hlubokým výdechem vypudit z plic asi 2,5 až 5 l vzduchu - vitální kapacita plic (závisí na věku, pohlaví, tělesné zdatnosti, zdravotním stavu). Ani nejusilovnějším výdechem však nelze z plic vypudit veškerý vzduch. V plicích zůstává asi 1 až 1,5 l vzduchu.

 

TEST

1.

Jak velký je normální atmosférický tlak?

A.

B.

C.

D.

 

100 MPa

1 Pa

100 kPa

1 kPa

 

2.

Atmosférický tlak je způsoben:

A.

B.

C.

D.

 

rotací Země kolem Slunce.

rotací Země kolem své osy.

tíhou vzduchu v atmosféře.

ozónovou dírou v atmosféře.

 

3.

Atmosférický tlak na témže místě Země  během času:

 

A.

B.

C.

D.

 

nemění se

stále roste

stále klesá

mění se

 

4.

V jakých jednotkách často udáváme tlak vzduchu?

A.

B.

C.

D.

 

ve wattech

v joulech

v newtonech

v atmosférách

 

5.

Který z následujících přístrojů neslouží k měření tlaku?

A.

B.

C.

D.

 

kovový manometr

hustoměr

aneroid

otevřený tlakoměr

 

6.

Sklenici s horkým džemem zakryjeme celofánem. Po vychladnutí je ve sklenici pod celofánovým víčkem

A.

B.

C.

D.

 

přetlak.

stejná teplota i tlak jako v okolí sklenice.

podtlak.

podtlak nebo přetlak podle druhu džemu.

 

7.

Co pozoruje chlapec na stupnici přístroje na měření atmosférického tlaku, když jede lanovkou na Sněžku?

A.

B.

C.

D.

 

pokles tlaku

nárůst tlaku

změnu teploty okolí

Nic, protože atmosférický tlak se s nadmořskou výškou nemění.

 

8.

Platnosti Archimédova zákona v plynech se využívá

A.

B.

C.

D.

 

při konstrukci fénu.

k létání letadel.

ke vznášení balónů a vzducholodí.

při pití brčkem.

 

9.

Před čím chrání skafandr potápěče a kosmonauta?

A.

B.

C.

 

D.

 

Oba je chrání před velkým tlakem.

Oba je chrání před podtlakem.

Potápěče před podtlakem a kosmonauta před velkým tlakem.

Potápěče před velkým tlakem a kosmonauta před podtlakem.

 

10.

Pod příklopem je na rovnoramenné páce v rovnováze skleněná koule a závažíčko. Co se stane, když vyčerpáme vzduch pod příklopem?

 

A.

B.

C.

Koule stoupne.

Koule klesne.

Rovnováha se neporuší.