Podobné články
Jaké jsou rozdíly mezi inženýrem v malém, středním a velkém podniku?
Jaký je rozdíl mezi Pascalovým, Boyleovým a Charlesovým zákonem?
20.07. 2018by Admin E-konstruktérToto by mělo být pro většinu techniků opakováním základního chování plynů a kapalin.
Boyleův, Charlesův a Pascalův zákon popisují základní chování kapalin s ohledem na jejich objem, tlak a teplotu. Zde je rychlý přehled všech tří zákonů.
Pascalův zákon objevil kolem 1648 Francouz Blaise Pascal. Uvádí, že tlak vyvolaný kdekoliv v uzavřené nestlačitelné kapalině se šíří rovnoměrně všemi směry v celém objemu kapaliny.
Pascalův princip se vztahuje na nestlačitelné kapaliny v uzavřeném prostoru. Jednu typickou aplikaci lze najít ve většině automobilových opravnách, které mají zvedák. V podstatě vzduch z kompresoru působí na povrch oleje v uzavřené nádobě. Olej pak tlačí na hrdlo/píst, který zvedá vůz. To je stejný princip, který se používá v hydraulických zvedácích. U menšího hydraulického válce však musí být dráha pístu větší než u většího zdvihacího válce. To umožňuje, aby zvedák zvedal těžké břemeno působením malé síly, jako v případě automatického hydraulického zvedáku – ale samozřejmě nemůže docházet k násobení práce, takže v ideálním případě bez ztráty tření.
Boyleův zákon, základní zákon v chemii, popisuje chování plynu udržovaného při konstantní teplotě. Zákon, který objevil Robert A. Boyle v roce 1662, uvádí, že při stálé teplotě je objem plynu nepřímo úměrný tlaku vyvíjenému plynem. Jinými slovy, když je plyn čerpán do uzavřeného prostoru, bude se jeho objem zmenšovat, aby se vešel do tohoto prostoru, ale tlak, kterým plyn působí na stěnu nádoby, se bude zvyšovat.
Snad jednodušším vysvětlením je, že Boyleův zákon je vztah mezi tlakem a objemem. Matematicky lze Boyleův zákon zapsat jako pV=k, kde p je tlak plynu, V je objem plynu a k je konstanta.
Praktickým příkladem Boyleova zákona je foukání nafukovacího balónku. Do balónku je vháněn vzduch; tlak tohoto vzduchu působí na pryžovou vnitřní stěnu, čímž se balónek roztahuje. Pokud jeden konec balónku stlačíme, jeho objem se zmenší, čímž se tlak uvnitř zvýší a nezmáčknutá část balónku se rozšíří. Existuje limit, do jaké míry může být vzduch/plyn komprimován, protože případně se tlak může zvýšit natolik, že balónek praskne.
Charlesův zákon poprvé formuloval Joseph Louis Gay-Lussac v roce 1802, ale je připisován nepublikované práci Jacquese Charlese. Uvádí, že pokud tlak zůstává konstantní, objem plynu je úměrný jeho absolutní teplotě. Absolutní teplota je vždy o 273 Kelvinů vyšší, než je teplota Celsia.
Kde V1 je objem hmoty plynu při teplotě T1(v kelvinech) aV2je jeho objem po změně teploty naT2(v kelvinech).
Dalším příkladem, která pomáhá pochopit Charlesův zákon, je, když máte stejné množství molekul ve dvou oddělených objemech, ale tyto představují různé objemy, protože jsou při dvou různých teplotách.
Níže uvedený graf znázorňuje vzorec a zobrazuje buď objem nebo teplotu, podle toho, jak se tyto mění.
zdroj: hydraulicspneumatics.com