Содержание

Как на меня влияет высокое артериальное давление?

Артериальная гипертензия — это заболевание, при котором артериальное (кровяное) давление стабильно повышено, что оказывает дополнительную нагрузку на сердце и является фактором риска многих болезней сердца.

Но повышение кровяного давления можно успешно держать под контролем сменой образа жизни или лекарствами. Чем эффективнее держится под контролем повышение кровяного давления, тем меньше опасность осложнений.

Верхним давлением — 130/85 — называют самое высокое давление в крупных артериях в момент сокращения мышцы сердца.

Нижним давлением — 130/85 — называют самую низкую регистрируемую величину давления в крупных артериях в момент расслабления мышцы сердца.

Необходимо, чтобы оба значения давления были в пределах нормы.

Временное повышение артериального давления считается нормальным явлением

  • при физической нагрузке
  • при возбуждении, стрессе

Постоянное повышенное кровяное давление указывает на гипертензию.

Гипертензия сама не проходит.

Первым шагом при гипертензии является изменение образа жизни. Если при этом кровяное давление не нормализуется, необходимо начать ее лечение.

Гипертензия — это самостоятельная болезнь с наследственной предрасположенностью, которую вызывают:

  • избыточный вес
  • стресс и умственное напряжение
  • малая физическая нагрузка
  • злоупотребление алкоголем
  • курение
  • неправильные привычки питания

Реже причинами гипертензии могут быть другие болезни: болезни почек, гормональные расстройства и т. п.

Как возникает повышенное кровяное давление?

Регулирование кровяного давления в организме происходит путем изменения тонуса кровеносных сосудов, скорости работы сердца, силы биения сердца и количества жидкости. В этой деятельности участвуют сердце, кровеносные сосуды и почки при помощи различных сложных гормональных и других механизмов обмена веществ. Важнейшими из них являются:

  • действующая в почках ренин-ангиотензин-альдостероновая система
  • координирование расслабления гладких мышц кровеносных сосудов

Если эти нормально действующие механизмы выходят из равновесия, организм не в состоянии регулировать тонус кровеносных сосудов и возникает повышенное кровяное давление. Во внутреннем слое кровеносных сосудов, эндотелии, образуется окись азота (NO). Образование окиси азота при гипертензии нарушено, стенки кровеносных сосудов сжимаются, утолщаются и просвет сосуда сужается.

Сердце должно прикладывать больше усилий, чтобы протолкнуть кровь сквозь суженые сосуды и обеспечить ткани кислородом на прежнем уровне. Это, в свою очередь, вызывает утолщение сердечной мышцы и возникновение кислородной недостаточности самого сердца, что может привести к возникновению сердечной недостаточности. Кроме того, повышенное кровяное давление является фактором риска закупорки кровеносных сосудов, что часто является причиной инфаркта и инсульта.

Закупорку кровеносных сосудов и нарушение нормальной деятельности эндотелия вызывают курение, малая физическая нагрузка и несбалансированная, в т.ч. жирная пища.

Двигайся регулярно — движение поможет контролировать вес тела, стимулирует обмен веществ, благоприятно влияет на кровяное давление, содержание холестерина и баланс сахара в крови.

Желательно не менее трех раз в неделю получать получасовую аэробную нагрузку: быстрая ходьба, игры с мячом, плавание, бег, езда на велосипеде.

Питайся правильно — меньше соли, меньше животных жиров, больше овощей и фруктов.

Избегай злоупотребления алкоголем —избыток алкоголя увеличивает вес тела и токсичен для клеток сердечной мышцы. Желательно избегать употребления алкоголя.

Поддерживай вес тела в пределах нормы — нормальный вес тела уменьшает нагрузку на сердце. Нормальным считают вес тела, когда индекс массы тела находится в промежутке 18-25 (индекс массы тела = вес (кг) / рост (м) х рост (м)).

Откажись от курения — курение препятствует усвоению кислорода тканями и увеличивает тонус кровеносных сосудов, вследствие чего увеличивается нагрузка на сердце.

Отдыхай регулярно — достаточный отдых поможет избежать возникновения переутомления.

Контролируй стресс — при стрессе выделяются гормоны стресса, при постоянном воздействии которых увеличивается напряжение в мышцах, сужаются кровеносные сосуды, повышается кровяное давление.

Поэтому учись подавлять стресс!

Стабильно высокое кровяное давление это дополнительная нагрузка на сердце. Высокое кровяное давление повреждает кровеносные сосуды и ускоряет образование отложений на их стенках.

Обычно вначале высокое кровяное давление никак не проявляется — нет изменения самочувствия, нет симптомов болезни — но в сердце и сосудах уже происходят изменения.

С годами происходят необратимые изменения, результатом чего являются

  • ишемическая болезнь сердца (может проявляться как стенокардия, инфаркт миокарда, внезапная смерть)
  • сердечная недостаточность
  • повреждения почек, почечная недостаточность
  • инсульт
  • повреждение кровеносных сосудов глаз
  • импотенция у мужчин

Если гипертензия хорошо контролируется лекарствами, то развитие повреждений кровеносных сосудов затормаживается.

Секс и высокое кровяное давление

У мужчин стабильно высокое кровяное давление ухудшает кровоснабжение пениса, вследствие чего могут возникнуть нарушение эрекции и импотенция.

Исследования показали что у страдающих гипертензией мужчин старше 40 лет содержание в крови мужского полового гормона и сексуальная активность ниже, чем у мужчин с нормальным кровяным давлением. Чтобы сохранить нормальную сексуальную активность при гипертензии необходимо поддерживать кровяное давление в пределах нормы. При хорошо контролируемом кровяном давлении секс безопасен для здоровья.

Спорт и баня

Физическая тренировка является стимулирующей деятельностью для сердечно-сосудистой системы. При правильной нагрузке организм учится лучше реагировать на психические и физические стрессы.

При артериальной гипертензии физическая тренировка необходима и допустима, но кровяное давление должно быть под контролем.

Желательно

  • предпочитать динамическую нагрузку, напр. бег, плавание, ходьба, езда на велосипеде и пр.
  • избегать изометрических нагрузок, например, атлетических тренировок.

Самая лучшая периодичность тренировок: не менее трех раз в неделю по полчаса динамической нагрузки. Важно, чтобы объем и интенсивность тренировок соответствовали возможностям сердца, поэтому для определения подходящей нагрузки рекомендуется провести тест на нагрузку сердца. Это относится и к физической работе.

Баня сравнима с физической нагрузкой

  • если давление выше нормы, то жара бани перегружает сердце
  • если давление контролируется лекарствами, то это хорошая тренировка для сердца и сердечно-сосудистой системы

Рекомендуется избегать бани с высокой температурой и долгого пребывания в парилке. Важно употреблять достаточное количество жидкости (безалкогольных напитков), чтобы восполнить потерю жидкости в жаркой бане.

Пища и алкоголь

Нет таких продуктов, которыми можно лечить высокое кровяное давление. Выбором еды можно влиять на факторы опасности: содержание в крови холестерина и избыточный вес.

Для сердца благоприятно:

  • меньше соли
  • меньше животных жиров
  • больше овощей и фруктов
  • меньше алкоголя

Высокое кровяное давление — это риск.

Необоснованных рисков нужно избегать!

Чтобы держать факторы риска под контролем нужно

  • знать свой показатель кровяного давления
  • знать содержание в крови жиров, общего холестерина, т.н. «плохого» и «хорошего» холестерина
  • проверять свое кровяное давление не реже одного раза в год
  • проверять свое кровяное давление один раз в месяц, а при необходимости и чаще, если используешь лекарства от давления
  • достаточно двигаться, чтобы не менее трех раз в неделю получать получасовую динамическую нагрузку
  • питаться здоровой пищей
  • не злоупотреблять жидкостями, в т.ч. кофе
  • избегать и уменьшать стрессы

Что такое повышенное давление? — MinuDoc

Повышенное кровяное давление может быть самостоятельным заболеванием (гипертония, высокое кровяное давление), а также симптомом другого заболевания. Нормальное кровяное давление человека составляет ниже 130/80 мм рт.ст.

Факторы риска высокого кровяного давления:

  • избыточная масса тела
  • чрезмерный физический и умственный стресс
  • низкая физическая активность
  • курение
  • чрезмерное употребление алкоголя
  • неправильное питание
  • чрезмерное потребление соли (NaCl)
  • повышенный уровень холестерина (более 5,0 ммоль / л).

Здоровые взрослые должны проверять свое артериальное давление, по крайней мере, каждые два года. Если в вашей семье есть случаи заболеваний сердечно-сосудистой системы, то раз в год. Около трети людей не знают, что у них повышенное давление, поскольку это не вызывает никаких жалоб.

Признаками повышенного давления могут быть:

  • боли в голове и шее
  • усталость
  • нарушение равновесия
  • сердцебиение

Повышенными считаются верхние цифры давления выше 140 и нижние выше 90 мм.рт.ст. У гипертонии множество есть причин. Большинство (80%) случаев гипертонии обусловлены факторами образа жизни и окружающей среды. Генетическая предрасположенность также играет определенную роль. Человек с высоким кровяным давлением должен измерять свое кровяное давление не реже одного раза в неделю. Показатели давления надо фиксировать в дневнике артериального давления.

К врачу или семейной сестре следует обращаться, если:

  • значение артериального давления более 160/100 мм рт.
    ст. при трех последовательных измерениях
  • плохо себя чувствуете

Если у больного гипертонией появляются такие симптомы, то следует вызвать скорую помощь:

  • сильная головная боль
  • головокружение и тошнота
  • быстрый пульс
  • боль в области сердца.

Повышенное давление требует регулярного пожизненного лечения для предотвращения повреждения органов, как например:

  • ишемическая болезнь сердца
  • сердечный приступ/инфаркт
  • инсульт
  • хроническая сердечная недостаточность
  • аневризма
  • нарушение работы почек
  • изменение глазного дна
  • проблемы с памятью, пониманием и обучением.

Курение, стресс, повышенное давление. Врачи назвали основные факторы риска отрыва тромба — Общество

МОСКВА, 4 апреля. /ТАСС/. Избыточное употребление алкоголя и курение являются основными факторами риска болезней сердца и сосудов, а отсутствие лечения этих болезней и хронический стресс могут спровоцировать инфаркты и инсульты, в том числе в результате отрыва тромба. О том, как развиваются заболевания и что этому способствует, ТАСС в четверг рассказали врачи-кардиологи.

«Факторами риска, которые способствуют развитию бляшек, являются, безусловно, повышенный уровень холестерина в крови, артериальная гипертония, избыточный вес, низкая физическая активность. А вот факторами разрыва (сосудов — прим. ТАСС) являются курение, стресс, повышение артериального давления — это основные факторы, которые влияют на разрыв [сосуда]», — рассказал ТАСС главный внештатный специалист по профилактической медицине Минздрава РФ Сергей Бойцов.

По его словам, тромбоз — это часть системной проблемы.

«Речь идет об ишемической болезни сердца, ее острой форме — инфаркте миокарда, — отметил Бойцов. — Он развивается, как правило, на фоне наличия атеросклеротической бляшки внутри питающих сердце кровью артерий, которые, даже будучи небольшими, могут разорваться». По словам специалиста, чтобы закрыть этот дефект, организм и включает механизм образования тромба. «Но тромб образуется, как правило, в избыточных размерах, и если он перекрывает полностью просвет сосуда, то образуется инфаркт миокарда», — сказал врач.

Вовремя принять меры

Заведующий кафедрой кардиологии Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения РФ (Сеченовского университета) Абрам Сыркин отметил, что долговременное вынужденное пребывание на постельном режиме и наличие аритмии (нарушения сердечного ритма) являются факторами риска для развития тромбоза.

Врач подчеркнул, что при постельном режиме, в частности, нарушается нормальное кровообращение в венах ног.

Среди заболеваний, которые могут способствовать образованию тромба, Сыркин отметил те, что приводят к появлению мерцательной аритмии (фибрилляции предсердий). «Там внутрисердечно может образовываться тромб, и он тоже может попадать в различные места», — сказал он.

Кардиолог призвал всех, кто имеет высокий риск развития сердечно-сосудистых патологий, а также некоторые виды хронических заболеваний, принимать все возможные меры для предотвращения тромбоза и консультироваться у врачей. В частности, по его словам, электрокардиограмма может дать представление о нарушениях ритма, которые способствуют тромбозу.

«Надо знать о болезнях, которые способствуют тромбозу, и тогда, если эти болезни есть, принимать лекарства, которые этот тромбоз предотвращают или делают его значительно менее вероятным», — добавил специалист.

3 апреля стало известно о смерти народного артиста России Алексея Булдакова. Актер скончался в возрасте 68 лет из-за отрыва тромба.

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Британские ученые выявили более сотни генов, ответственных за высокое артериальное давление. Это поможет разработать рекомендации для снижения риска инсульта и заболеваний сердца. Однако гипертензия уменьшает вероятность старческого слабоумия. «Лента.ру» рассказывает о научных работах, посвященных изучению вреда и пользы высокого давления.

Высокое артериальное давление (гипертензия) само по себе не убивает, однако приводит к инсульту и поражает коронарные артерии, что вызывает остановку сердца. Гипертензия может передаваться по наследству, то есть существует ген или гены, способствующие повышенному артериальному давлению. Однако ученые до сих пор не знали, какая именно ДНК несет в себе бомбу замедленного действия.

Материалы по теме

00:03 — 15 декабря 2016

Раковый троян

Как невидимые злокачественные клетки обрекают людей на смерть

Любой исправно функционирующий ген способен мутировать, в результате чего меняется последовательность составляющих его нуклеотидов. Иногда функции гена тоже меняются, и он начинает лучше или хуже выполнять свою работу. Возникает новая аллель — вариант гена, создающий проблемы со здоровьем. Именно мутантные гены отвечают за множество наследственных заболеваний, которые, впрочем, могут и не дать о себе знать, если у человека есть нормальная копия патогенной аллели. Совокупность проявлений генов (признаков) называется фенотипом.

Исследователи провели полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), чтобы найти связь между различными аллелями и таким фенотипическим признаком, как высокое артериальное давление. Поскольку у любых двух человек огромное число различий в ДНК, очень трудно понять, что делает одного здоровым, а другого — гипертоником. Однако если рассмотреть много больных и выявить, какие аллели встречаются у них чаще, чем у здоровых, на этот вопрос можно ответить.

Артериальный сосуд

Изображение: BruceBlaus / Wikipedia

Для GWAS часто используются генетические и фенотипические данные большой группы людей, хранящиеся в биологических базах данных (биобанках). Такие хранилища обычно создаются в рамках долговременных исследований, длящихся десятилетиями. Например, в британском репозитории Biobank содержится информация о полумиллионе мужчин и женщин возрастом 40-69 лет. Все они участники крупномасштабного исследования, начавшегося в 2007 году и посвященного влиянию генетической предрасположенности и окружающей среды на развитие различных заболеваний. Учеными учитываются такие параметры, как рост, вес, индекс массы тела, кровяное давление, жизненная емкость легких, плотность крови и внутриглазное давление. Периодически база пополняется новыми данными, поскольку фенотипы участников постоянно меняются.

С 2012 года сведениями из Biobank могут пользоваться различные группы ученых, ставящие перед собой цель обнаружить ассоциации между генами и такими заболеваниями, как диабет, болезнь Альцгеймера, или нарушениями в сердечно-сосудистой системе. Чтобы исследовать связь ДНК с высоким артериальным давлением, ученые взяли из репозитория данные о 140 тысячах человек. Для GWAS-анализа применялись значения систолического давления (возникающее при сжатии сердца и выталкивании крови в артерии), диастолического давления (возникающего при расслаблении сердечной мышцы), а также разница между ними. Всего проанализировали около 10 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов, встречающихся в популяции с вероятностью более одного процента.

Однонуклеотидный полиморфизм (SNP), по сути, представляет собой точечную мутацию в гене. Поскольку ДНК — цепочка из нуклеотидов четырех типов, то SNP — это замена одного нуклеотида на другой. Две аллели могут отличаться всего лишь одним нуклеотидом, и этой разницы достаточно, чтобы возникла предрасположенность к какому-либо заболеванию. Однако зачастую различные варианты генов имеют множество однонуклеотидных полиморфизмов, хотя не все из них влияют на функции ДНК. Новая аллель возникает только в том случае, если SNP как-то влияет на работу гена.

Формирование систолического давления (слева) и диастолического (справа)

Изображение: BruceBlaus / Wikimedia

В GWAS для каждого SNP определяется различие в частоте его встречаемости между опытной и исследуемой группами. Если различие больше определенного статистического порога, это означает, что обладающая данной мутацией аллель способствует развитию интересующего нас фенотипического признака.

Результаты полногеномного поиска ассоциаций показали связь высокого артериального давления со 107 локусами (места размещения гена в хромосоме). Тут находятся гены, которые активны в тканях, образующих артерии и другие компоненты сердечно-сосудистой системы. Ученые также разработали генетический показатель риска, позволяющий предсказать вероятность высокого артериального давления в определенном возрасте на основе наличия определенных аллелей.

Чем выше показатель риска, тем больше вероятность того, что человек, достигнув возраста 50 лет, будет страдать гипертонией. Для каждых дополнительных 10 миллиметров ртутного столба риск инсульта увеличивается на 50 процентов.

Ученые считают, что это позволит разработать персонализированный подход к каждому пациенту. Например, можно давать рекомендации по изменению образа жизни, чтобы человек сократил употребление алкоголя, активнее занимался физическими упражнениями, а также изменил потребление калия и натрия.

Тонометр для измерения кровяного давления

Фото: Максим Богодвид / РИА Новости

Однако не всегда высокое кровяное давление вредит человеку, или, лучше сказать, не всегда сопутствует заболеваниям. Так, американские ученые из Калифорнийского университета показали, что гипертония в преклонном возрасте снижает риск развития старческого слабоумия. Статья об этом была опубликована в Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association.

Медики обнаружили связь между высоким кровяным давлением, особенно если оно развилось в возрасте 80 лет и старше, и снижением риска развития слабоумия после 90 лет. К таким выводам ученые пришли в результате исследования при участии 559 человек старше 90 лет. За время обследования у 224 человек была диагностирована деменция.

Однако таких диагнозов было на 42 процента меньше у тех, кто в 80-89 лет приобрел гипертонию. У тех, у кого высокое кровяное давление возникло после 90 лет, случаев деменции еще меньше — на 63 процента.

«Новые данные свидетельствуют о том, что некоторые факторы риска развития деменции могут меняться в течение жизни, — отмечает соавтор публикации Мария Каррильо. — Мы уже наблюдали аналогичные результаты в прошлых исследованиях, сравнивающих массу тела и риск развития слабоумия у пожилых людей».

Наиболее вероятная причина этого — то, что высокое кровяное давление, как правило встречающееся у людей с избыточным весом, способно в преклонном возрасте поддерживать интенсивный кровоток в головном мозге на должном уровне. Однако исследование не раскрывало причинно-следственных взаимосвязей, поэтому судить о пользе высокого давления преждевременно. Не исключено, что имеется неучтенный фактор, способствующий гипертонии и снижающий риск развития деменции.

Закон об идеальном газе

PV = nRT

Давление, объем, температура, моль

Мы знаем, что температура пропорциональна средней кинетической энергии образца газа. Константа пропорциональности (2/3) R, а R — газовая постоянная со значением 0,08206 л атм. K -1 моль -1 или 8,3145 JK -1 моль -1 . (KE) ave = (2/3) RT
По мере увеличения температуры средняя кинетическая энергия увеличивается, как и скорость частиц газа, ударяющихся о стенки контейнера.Сила, прикладываемая частицами к единице площади к контейнеру, представляет собой давление, поэтому при повышении температуры давление также должно увеличиваться. Давление пропорционально температуре , если количество частиц и объем контейнера постоянны.

Что произойдет с давлением, если количество частиц в контейнере увеличится, а температура останется прежней? Давление возникает из-за столкновения частиц с контейнером. Если средняя кинетическая энергия частиц (температура) остается прежней, средняя сила, приходящаяся на частицу, будет такой же.Чем больше частиц, тем больше столкновений и, соответственно, большее давление. Количество частиц пропорционально давлению , если объем контейнера и температура остаются постоянными.

Что произойдет с давлением, если контейнер расширится? Пока температура постоянна, средняя сила удара каждой частицы о поверхность будет одинаковой. Поскольку площадь контейнера увеличилась, таких столкновений на единицу площади будет меньше, и давление уменьшится. Объем обратно пропорционален давлению , если количество частиц и температура постоянны.

Есть два способа, чтобы давление оставалось неизменным при увеличении объема. Если температура остается постоянной и, соответственно, средняя сила, действующая на поверхность частицы, добавление дополнительных частиц может компенсировать увеличенную площадь поверхности контейнера и сохранить давление на том же уровне. Другими словами, если температура и давление постоянны, количество частиц пропорционально объему .

Другой способ сохранить постоянное давление при увеличении объема — увеличить среднюю силу, которую каждая частица оказывает на поверхность. Это происходит при повышении температуры. Таким образом, если количество частиц и давление постоянны, температура пропорциональна объему. Это легко увидеть на воздушном шаре. Воздушный шар у поверхности Земли имеет давление 1 атм. Нагревание воздуха в баллоне приводит к его увеличению, а при охлаждении — к уменьшению.



Парциальное давление

Согласно закону идеального газа, природа частиц газа не имеет значения. Газовая смесь будет иметь то же общее давление, что и чистый газ, до тех пор, пока количество частиц одинаково в обоих.

Для газовых смесей мы можем присвоить парциальное давление каждому компоненту, которое является его долей от общего давления и его долей от общего числа частиц газа. Рассмотрим воздух. Около 78% частиц газа в пробе сухого воздуха составляют молекулы N 2 и почти 21% — молекулы O 2 .Общее давление на уровне моря составляет 1 атм, поэтому парциальное давление молекул азота составляет 0,78 атм, а парциальное давление молекул кислорода составляет 0,21 атм. Парциальные давления всех других газов в сумме составляют немногим более 0,01 атм.

Атмосферное давление уменьшается с высотой. Парциальное давление N 2 в атмосфере в любой точке будет 0,78 от общего давления.



Молярный объем газа на уровне моря

Используя закон идеального газа, мы можем вычислить объем, который занимает 1 моль чистого газа или 1 моль смешанного газа, воздуха.Переставьте газовый закон для вычисления объема: V = nRT / P

Атмосферное давление составляет 1,0 атм, n равно 1,0 моль, а R составляет 0,08206 л атм. K -1 моль -1 . Предположим, что температура составляет 25 ° C или 293,15 K. Подставим эти значения:

V = (1,0 моль) (0,08206 л атм. K -1 моль -1 ) (298,15 K) / (1,0 атм) = 24,47 л = 24 л (на 2 рис.)

Скорость газа и скорость диффузии

Кинетическая молекулярная теория может вывести величину, связанную со средней скоростью молекулы газа в образце, среднеквадратичную скорость.Вы можете увидеть вывод в приложении к учебнику Зумдаля или прочитать об этом в онлайн-источнике. Расчеты выходят за рамки этого курса.

Эта величина скорости равна квадратному корню из 3RT / M, где M — масса частицы.

Относительная скорость утечки двух газов из отверстия в контейнере (излияние), а также скорость движения двух газов из одной части контейнера в другую (диффузия) зависят от отношения их среднеквадратичных скоростей.

Можно ли применить это к разделению изотопов для ядерных реакторов? Помните, что урановое топливо для коммерческих реакторов должно быть обогащено до 3-5% по U-235. Его естественное содержание составляет всего около 0,7% с остальным U-238. Уран превращается в летучую форму, UF 6 . Давайте посчитаем скорость, с которой более тяжелый газ 238 UF 6 будет проходить через небольшое отверстие от одной газовой центрифуги к другой, с более тяжелым газом 238 UF 6 .

    масса 235 UF 6 = (6) (18.9984 г) + (235,0439 г) = 349,0343 г

    масса 238 UF 6 = (6) (18,9984 г) + (238,0508) = 352,0412 г

    скорость истечения 235 UF 6 / 238 UF 6 = 352,0412 / 349,0343 = 1,0086


Теперь вы можете понять, почему для разделения изотопов необходимы газовые центрифуги, расположенные ряд за рядом!

Назад Компас Показатель Таблицы Вступление Следующий

Законы о газе

Законы о газе

Газовые законы

Нижеследующее содержание является сутью лекции 18.В этой лекции мы рассмотрим законы газа: законы Шарля, Бойля, Авагадро и Гей-Люссака, а также законы идеального и комбинированного газа.

Законы о свойствах газа

Есть 4 общих закона, которые связывают 4 основных характерных свойства газов друг с другом. Каждый закон назван его первооткрывателем. Хотя важно понимать отношения, охватываемые каждым законом, знание отправителя не так важно и будет лишним после введения закона о комбинированном газе.Поэтому сосредоточьтесь на понимании отношений, а не на запоминании имен.

Закон Чарльза- дает соотношение между объемом и температурой , если давление и количество газа поддерживаются постоянными :

1) Если температура газа по Кельвину увеличивается, объем газа увеличивается. (Постоянная P, n)
2) Если температура газа по Кельвину понижается, объем газа уменьшается. (Постоянная P, n)

Это означает, что объем газа прямо пропорционален его температуре Кельвина.Подумайте об этом так: если вы увеличиваете объем газа и должны поддерживать постоянное давление, единственный способ добиться этого — это также повысить температуру газа.

Расчеты с использованием закона Чарльза включают изменение температуры (T 2 ) или объема (V 2 ) от известного начального количества каждого из них (V 1 и T 1 ):

Закон Бойля — гласит, что объем заданного количества газа, удерживаемого при постоянной температуре, изменяется обратно пропорционально приложенному давлению, когда температура и масса постоянны.

Уменьшение объема газа означает, что молекулы ударяются о стенки чаще, увеличивая давление, и, наоборот, если объем увеличивается, расстояние, которое молекулы должны пройти, чтобы столкнуться со стенками, увеличивается, и они реже ударяются о стенки, тем самым уменьшая давление.

Как и закон Чарльза, закон Бойля можно использовать для определения текущего давления или объема газа, если известны начальные состояния и одно из изменений:

Закон Авагадро — Дает соотношение между объемом и количеством газа в молях, когда давление и температура поддерживаются постоянными.

Если количество газа в баллоне увеличивается, объем увеличивается. Если количество газа в баллоне уменьшается, объем уменьшается. Это, конечно, при условии, что контейнер имеет расширяемые стенки.

Отношение снова прямо пропорционально, поэтому уравнение для расчетов:

Закон Гей-Люссака — гласит, что давление данного количества газа, удерживаемого в постоянном объеме, прямо пропорционально температуре Кельвина.

Если вы нагреете газ, вы дадите молекулам больше энергии, и они будут двигаться быстрее. Это означает большее воздействие на стенки емкости и увеличение давления. И наоборот, если вы охладите молекулы, они замедлятся, и давление снизится.

Чтобы рассчитать изменение давления или температуры с использованием закона Гей-Люссака, уравнение выглядит следующим образом:

Чтобы немного поиграть с отношениями, попробуйте эту симуляцию.

Закон об идеальном газе:

Комбинация представленных выше законов порождает Закон об идеальном газе:

Добавление константы пропорциональности, называемой идеальной или универсальной газовой постоянной (R), завершает уравнение.

Как видите, для константы возможно множество единиц. Единственная постоянная константы — это то, что шкала температуры во всем — KELVIN.

При использовании закона идеального газа для расчета любого свойства газа вы должны сопоставить единицы с газовой постоянной, которую вы выбираете для использования, и вы всегда должны указывать температуру в градусах Кельвина.

Чтобы использовать уравнение, вам просто нужно уметь определить, чего не хватает в вопросе, и изменить уравнение, чтобы решить его.

Типичный вопрос: 6,2 литра идеального газа содержится при 3,0 атм и температуре 37 ° C. Сколько молей этого газа присутствует?

Поскольку единицы газовой постоянной задаются в атмосфере, молях и градусах Кельвина, важно убедиться, что вы конвертируете значения, указанные в других шкалах температуры или давления.Для этой задачи преобразуйте температуру ° C в K с помощью уравнения:

Т = ° С + 273

Т = 37 ° С + 273
Т = 310 К

Теперь вы можете вставить значения. Определите количество родинок

n = PV / RT

n = (3,0 атм x 6,2 л) / (0,08206 л атм / моль K x 310 K)
n = 0,75 моль

Вот некоторые практические проблемы с использованием Закона об идеальном газе: Практика

Закон о комбинированном газе

Я сказал выше, что запоминание всех уравнений для каждого из отдельных законов газа станет неуместным после введения последующих законов.Закон, о котором я говорил, — это Закон о комбинированном газе:

.

Закон комбинированного газа позволяет вывести любое из необходимых соотношений путем объединения всех изменяемых частей в законе идеального газа: а именно давления, температуры и объема. R и число молей не фигурируют в уравнении, поскольку они обычно постоянны и поэтому сокращаются, поскольку они появляются в равных количествах по обе стороны уравнения.

Как вы можете видеть выше, уравнение может быть решено для любого из входящих в него параметров.Но что еще более важно, вы можете исключить из уравнения все, что останется постоянным.

Например, если в вопросе говорится, что система с давлением 1 атм и объемом 2 литра претерпела изменение до 3,5 литров, вычислите новое давление, вы можете просто исключить температуру из уравнения и получить:

P 2 = P 1 V 1 / V 2 = (1 атм) (2 л) / 3,5 л) = 0,6 атм

Поскольку в вопросе никогда не упоминается температура, мы можем предположить, что она остается постоянной и поэтому будет отменена при вычислении.Вы также должны подумать над ответом, который вы получите с точки зрения того, что вы знаете о газах и о том, как они действуют. Мы увеличили объем, поэтому давление должно снизиться. Проверив наш ответ, он кажется правильным, поскольку давление упало с 1 атм до 0,6 атм.

Итак, единственное уравнение, которое вам действительно нужно знать, — это закон комбинированного газа, чтобы рассчитать изменения свойств газа.

Вот некоторые практические проблемы с решениями: Практика

Вот некоторые проблемы для других законов о газе, которые вы можете вывести из закона о комбинированном газе: Практика и ПОЗ.

NWS JetStream — давление воздуха

Количество молекул в составе
атмосфера уменьшается с высотой.

Атомы и молекулы, составляющие различные слои атмосферы, постоянно движутся в случайных направлениях. Несмотря на свой крошечный размер, когда они ударяются о поверхность, они оказывают на эту поверхность силу, которую мы наблюдаем как давление.

Каждая молекула слишком мала, чтобы ее можно было почувствовать, и она проявляет лишь крошечную силу. Однако, когда мы суммируем полные силы от большого количества молекул, которые ударяются о поверхность каждый момент, то общее наблюдаемое давление может быть значительным.

Давление воздуха можно увеличить (или уменьшить) одним из двух способов.Во-первых, простое добавление молекул в какой-либо конкретный контейнер повысит давление. Большее количество молекул в любом конкретном контейнере увеличит количество столкновений с границей контейнера, что наблюдается как увеличение давления.

Хорошим примером этого является добавление (или удаление) воздуха в автомобильной шине. При добавлении воздуха количество молекул увеличивается, а также увеличивается общее количество столкновений с внутренней границей шины. Увеличение числа столкновений заставляет давление в шине увеличиваться и увеличиваться в размерах.

Второй способ увеличения (или уменьшения) — добавление (или вычитание) тепла. Добавление тепла к любому конкретному контейнеру может передавать энергию молекулам воздуха. Таким образом, молекулы движутся с повышенной скоростью, ударяясь о границу контейнера с большей силой, и это наблюдается по увеличению давления.

Развивающий урок: Воздух: важный предмет

Поскольку молекулы движутся во всех направлениях, они могут даже оказывать давление воздуха вверх, когда врезаются в объект снизу.В атмосфере давление воздуха может действовать во всех направлениях.

На Международной космической станции поддерживается плотность воздуха, аналогичная плотности на поверхности Земли. Следовательно, давление воздуха на космической станции такое же, как и на земной поверхности (14,7 фунта на квадратный дюйм).

Обучающий урок: обязательное занятие

Обучающий урок: плыть по течению

Вернувшись на Землю, по мере увеличения высоты количество молекул уменьшается и, следовательно, плотность воздуха уменьшается, что означает уменьшение давления воздуха.Фактически, хотя атмосфера простирается более чем на 15 миль (24 км) вверх, половина молекул воздуха в атмосфере содержится в пределах первых 18 000 футов (5,6 км).

Из-за этого уменьшения давления с высотой очень сложно сравнивать давление воздуха на уровне земли в разных местах, особенно когда высота каждого участка разная. Поэтому, чтобы придать смысл значениям давления, наблюдаемым на каждой станции, мы преобразуем показания давления воздуха на станции в значение с общим знаменателем.

Общий знаменатель, который мы используем, — это высота над уровнем моря. На наблюдательных станциях по всему миру показания атмосферного давления, независимо от высоты станции наблюдения, преобразуются в значение, которое будет наблюдаться при , если бы этот прибор был расположен на уровне моря.

Двумя наиболее распространенными единицами измерения давления в США являются «Дюймы ртутного столба» и «Миллибары». Дюймы ртутного столба — это высота столба ртути, измеренная в сотых долях дюйма.Это то, что вы обычно слышите по радио NOAA Weather Radio или из вашего любимого источника погоды или новостей. На уровне моря стандартное атмосферное давление составляет 29,92 дюйма ртутного столба.

Миллибар происходит от первоначального названия давления «бар». Бар происходит от греческого «báros», что означает вес. Милбар составляет 1/1000 бара и примерно равен 1000 дин (одна дина — это сила, необходимая для ускорения объекта массой один грамм со скоростью один сантиметр в секунду в квадрате).Значения миллибар, используемые в метеорологии, находятся в диапазоне от 100 до 1050. На уровне моря стандартное давление воздуха в миллибарах составляет 1013,2. Карты погоды, показывающие давление на поверхности, нарисованы с использованием миллибаров.

Как температура влияет на высоту давления.

Хотя изменения обычно слишком медленные, чтобы наблюдать их напрямую, давление воздуха почти всегда меняется. Это изменение давления вызвано изменениями плотности воздуха, а плотность воздуха связана с температурой.

Теплый воздух менее плотный, чем более холодный, потому что молекулы газа в теплом воздухе имеют большую скорость и находятся дальше друг от друга, чем в более холодном воздухе.Таким образом, хотя средняя высота уровня 500 миллибар составляет около 18 000 футов (5600 метров), фактическая высота в теплом воздухе будет выше, чем в холодном.

Обучающий урок: Crunch Time

Буквы H обозначают место наивысшего давления.
Буквы L представляют положение самого низкого давления. Буквы H обозначают место наивысшего давления.
Буквы L представляют положение самого низкого давления.

Самое основное изменение давления — это повышение и понижение дважды в день из-за нагрева от солнца.Каждый день около 4 часов утра. давление минимально и близко к пику около 10 утра / вечера. Величина суточного цикла максимальна около экватора, уменьшаясь к полюсам.

Помимо суточных колебаний, наблюдаются более значительные изменения давления в результате миграции погодных систем. Эти погодные системы обозначаются синими буквами H и красными буквами L на погодных картах.

Обучающий урок: Измерение давления: «Мокрый» барометр

Снижение давления воздуха по мере увеличения высоты.

Как изменение погоды связано с изменением давления?
Со своего выгодного положения в Англии в 1848 году преподобный доктор Брюэр написал в своем «Руководстве по научному познанию знакомых вещей
» следующее о связи давления с погодой:

FALL барометра (уменьшение давления)

  • В очень жаркую погоду падение барометра означает гром. В противном случае внезапное падение барометра означает сильный ветер.
  • В морозную погоду падение барометра означает оттепель.
  • Если дождливая погода случится вскоре после падения барометра, не стоит ожидать этого.
  • В сырую погоду, если барометр упадет, можно ожидать сильной влаги.
  • В ясную погоду, если барометр сильно падает и остается низким, через несколько дней ожидается сильная влажность и, возможно, ветер.
  • Барометр опускается ниже всего из-за ветра и дождя вместе; рядом с этим ветром (кроме восточного или северо-восточного ветра).

RISE барометра (повышение давления)

  • Зимой подъем барометра предвещает морозы.
  • В морозную погоду подъем барометра предвещает снег.
  • Если хорошая погода наступит вскоре после подъема барометра, ожидайте от нее немногое.
  • В сырую погоду, если ртуть поднимается высоко и остается таковой, ожидайте продолжения хорошей погоды через день или два.
  • В сырую погоду, если ртуть внезапно поднимется очень высоко, хорошая погода продлится недолго.
  • Барометр поднимается выше всех при северном и восточном ветрах; для всех остальных ветров он тонет.

Барометр НЕУСТАНОВЛЕННЫЙ (неустановившееся давление)

  • Если движение ртути будет нарушено, ожидайте ненастную погоду.
  • Если он стоит на «БОЛЬШОМ ДОЖДЕ» и повышается до «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте непродолжительной ясной погоды.
  • Если он стоит на «ЯВНОМ» и падает до «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте ненастную погоду.
  • Движение вверх указывает на приближение хорошей погоды; его движение вниз указывает на приближение непогоды.

Эти наблюдения давления справедливы и для многих других мест, но не для всех. Штормы, происходящие в Англии, расположенной недалеко от конца Гольфстрима, вызывают большие перепады давления. В Соединенных Штатах самые большие изменения давления, связанные со штормами, обычно происходят на Аляске и в северной половине континентальной части США. В тропиках, за исключением тропических циклонов, ежедневные изменения давления очень незначительны, и ни одно из правил не применяется. .

Обучающий урок: Измерение давления II: «Сухой» барометр

Быстрые факты

Научная единица давления — Паскаль (Па), названная в честь Блеза Паскаля (1623–1662).Один паскаль равен 0,01 миллибар или 0,00001 бар. В метеорологии миллибар используется для измерения атмосферного давления с 1929 года.

Когда в 1960-х годах произошел переход к научным единицам измерения, многие метеорологи предпочли продолжать использовать те величины, к которым они привыкли, и использовали префикс «гекто» (h), означающий 100.

Следовательно, 1 гектопаскаль (гПа) равен 100 Па, что равно 1 миллибар. 100000 Па равняется 1000 гПа, что равно 1000 миллибар.

Конечный результат: хотя единицы, на которые мы ссылаемся в метеорологии, могут быть разными, их числовое значение остается прежним.Например, стандартное давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар и 1013,25 гПа.

Лекция 6 — Закон идеального газа, поднимающийся и опускающийся воздух

Лекция 6 — Закон идеального газа, поднимающийся и опускающийся воздух До этого момента мы думали о давлении как о определяется по весу воздуха над головой. Давление воздуха толкает вниз против земли на уровне моря с силой 14,7 фунта на квадрат дюйм. Если вы представите себе вес атмосферы, давящей на воздушный шар, сидя на земле, вы понимаете, что воздух в воздушном шаре отталкивает с той же силой.Воздух повсюду в атмосфере толкает вверх, вниз и в стороны.

Закон идеального газа уравнение — это еще один способ думать о давлении воздуха, своего рода вид в микроскопическом масштабе. Мы игнорируем атмосферу и сконцентрируйтесь только на воздухе внутри небольшого объема или воздушный шар или сверток * с воздухом. Мы собираемся «вывести» уравнение который показывает, как давление (P) зависит от определенных свойств воздуха спрятать воздушный шар.

* слово посылка просто означает небольшой объем воздуха.







Воздушные шары поднимаются (они также раковина), так же как и относительно теплый воздух при восходящем потоке грозы (он теплее, чем воздух вокруг Это). Наоборот холодный воздух опускается. Поверхностные ветры вызванный нисходящим потоком грозы (как показано выше) может достигать скорости 100 миль в час и представляют собой серьезную погодную опасность.

Понимание закона идеального газа в первый шаг в объяснении того, что на самом деле заставляет воздух подниматься или опускаться.

На втором шаге посмотрим по закону Чарльза особая ситуация, связанная с законом идеального газа (воздух температура и плотность изменяются вместе таким образом, что давление внутри константы баллона). Тогда мы узнаем о вертикальные силы, действующие в воздухе (восходящие и направленная вниз сила) на этапе 3.

На рисунке выше показан важный момент: молекулы воздуха в Воздушный шар «наполненный воздухом» действительно занимает очень мало места. А воздушный шар, наполненный воздухом, на самом деле в основном пустое пространство. Это столкновения молекул воздуха с внутренними стенками воздушного шара которые удерживают воздушный шар в надутом состоянии.





А

Давление, создаваемое воздух молекулы внутри воздушного шара будут Во-первых, это зависит от количества молекул воздуха N в воздушном шаре. По мере того, как вы добавляете все больше и больше воздуха к чему-то вроде велосипедная шина давление увеличивается. Если там совсем не было молекул воздуха, не было бы никаких давление. Давление прямо пропорционально N — an увеличение N вызывает увеличение P. Если N удваивается, P также удваивается (при условии, что другие переменные в уравнении не изменяются).

In B
Давление воздуха внутри воздушного шара также зависит от размера воздушный шар. Давление обратно пропорционально объему, В . Если V увеличится вдвое, P упадет до 1/2 от исходного значения.

Примечание
Это можно поддерживать постоянное давление, изменяя N и V вместе правильным образом. Вот что происходит в эксперимент по концентрации кислорода, описанный на неделе 1. Кислород в градуированный цилиндр вступает в реакцию со стальной мочалкой с образованием ржавчины. Кислород удаляется из пробы воздуха, что является уменьшением N. Поскольку кислород удаляется, вода поднимается в цилиндр, уменьшая пробу воздуха объем. N и V уменьшаются в одинаковых относительных количествах и давление пробы воздуха остается постоянным. Если удалить 20% молекул воздуха, V уменьшится. до 20% от первоначального значения, и давление останется постоянным.



Часть C: Увеличение температура газа в воздушном шаре заставит молекулы газа двигаться быстрее. Они столкнутся со стенками воздушного шара чаще и отскок с большей силой. Оба будут увеличить давление. Не следует бросать баллончик с краской в огонь, потому что температура вызовет давление внутри может увеличиться, и банка может взорваться.Мы продемонстрируем влияние температуры на давление в классе в пятницу.

Удивительно, как объяснено в Части D, давление делает не зависит от массы молекулы. Давление не зависит от состава газ. Молекулы газа с большой массой будут двигаться медленнее, тем меньше массивные молекулы будут двигаться быстрее. Они оба столкнутся со стенками емкости с такой же силой.

На рисунке ниже показаны две формы закона идеального газа. В Топ уравнение — это то, что мы только что вывели, а нижняя часть — чуть-чуть другая версия.Вы можете игнорировать константы k и R, если вы просто пытаетесь понять, как изменение одна из переменных повлияет на давление. Вам нужен только константы, когда вы выполняете вычисления с использованием чисел (которые мы не буду делать).



Закон Чарльза — частный случай закона идеального газа. Чарльз Лоу требует, чтобы давление в объеме воздуха оставалось постоянный. T, V и плотность могут изменяться, но они должны изменяться в способ, который сохраняет P постоянным. Вот что происходит в Атмосфера.Объемы воздуха в атмосфере могут свободно расширяться. или сжаться. Они делают это, чтобы поддерживать давление внутри воздушного объема. константа ( давление внутри объема остается равным давлению воздуха вне объема).




Воздух в атмосфере ведет себя как воздух в воздушный шар. А воздушный шар может увеличиваться или уменьшаться в размерах в зависимости от давления воздуха внутри. Когда воздушный шар не становится больше или меньше, это означает сила внутри, которая выталкивает наружу, уравновешивается силой снаружи это проталкивает.

Начнем с верхнего рисунка с воздуха внутри воздушного шара, который точно такой же, как воздух снаружи. Воздух внутри и снаружи были окрашены в зеленый цвет. Стрелки показывают, что давление воздуха внутри толкает наружу и давление воздуха воздух, окружающий воздушный шар, толкающийся внутрь, все тот же сила.

Далее прогреваем воздух в баллоне (рис. 2). Идеальный газ закон уравнение говорит нам, что давление воздуха в воздушном шаре увеличится. Увеличение составляет хотя и кратковременный.

Потому что давление внутри теперь больше (большие желтые стрелки) чем давление снаружи, воздушный шар расширится. Когда объем начинается для увеличения давление воздуха внутри воздушного шара будет снижаться. В конце концов воздушный шар расширится ровно настолько, чтобы давление внутри и снаружи снова в равновесии. Вы получаете воздушный шар теплого воздух низкой плотности, имеющий такое же давление, как и окружающий его воздух (Рис.3)


Вы можете использовать те же рассуждения, чтобы пойми, что происходит, когда ты крут воздух в воздушном шаре.


Воздух внутри и снаружи — это то же на рис. 1. Охлаждение в воздух внутри воздушного шара на рис. 2 вызывает кратковременное падение внутри шара. давление (маленькие желтые стрелки) и создает давление дисбаланс. Более сильный наружный воздух давление сжимает баллон.


По мере уменьшения объема баллона давление внутри шара увеличивается. В конечном итоге он способен уравновесить внешний воздух давление. Вы получаете воздушный шар, наполненный холодным кайфом плотность воздуха.

Если нагреть воздух, он расширится и плотность будет уменьшаться до тех пор, пока давление внутри и снаружи посылки одинаковое.
Если охладить воздух, посылка сожмется и плотность увеличится. пока давление не уравновесится.

Эти две ассоциации:

(я) теплый воздух = низкий воздух с плотностью
(ii) холодный воздух = воздух с высокой плотностью

важны и будут лот в течение оставшейся части семестр.


Вот краткое изложение закона Чарльза.

Если вы нагреете пучок воздуха, объем увеличится, а плотность уменьшится.Давление внутри посылки остается неизменным. Если охладить посылку воздухом его объем уменьшается, а его плотность увеличивается. Давление внутри посылка остается неизменной.



Чарльз Закон демонстрируется в классной версии этого курса путем погружения воздушный шар в жидкость азот.

Воздушный шар сжимается до практически нулевой объем, когда вытащили из жидкого азота. Он наполнен очень холодным высоким плотность воздуха в этой точке. В качестве воздушный шар согревает воздушный шар расширяется и плотность воздуха внутри баллон уменьшается.Объем и температура постоянно менялись таким образом, чтобы давление оставалось постоянным. В конце концов воздушный шар заканчивается обратно при комнатной температуре (если он не лопнет).


Теперь мы можем взглянуть на силы что может вызвать посылки воздуха подниматься или опускаться.



В основном все сводится к следующему — есть две силы действующий на частицы воздуха в атмосфере:
1. Гравитация тянет вниз. Сила силы тяжести зависит от от массы воздуха внутри посылка.Эта сила равна весу посылки
2. Разница давлений направлена ​​вверх. Этот сила вызванный воздухом снаружи посылка (воздух вокруг посылки). Давление снижается с увеличением увеличение высота. Давление воздуха внизу посылки толчок вверх немного сильнее, чем давление воздуха на верхушка воздушного шара, толкающая вниз. Общий эффект сила, направленная вверх.

Когда воздух внутри посылки точно такой же, как воздух вне, две силы равны по силе и уравновешиваются.Посылка является нейтрально буянт, не поднимается и не опускается.

Если заменить воздух внутри баллона на теплый с низкой плотностью воздух, это не будет так много весить. Сила тяжести слабее. В вверх сила перепада давления не меняется, так как определяется воздух за пределами шара, который не изменился и стал сильнее чем сила тяжести. Воздушный шар поднимется.

И наоборот, если воздух внутри представляет собой холодный воздух высокой плотности, он весит более. Гравитация сильнее разницы давлений вверх сила, и воздушный шар тонет.



ср жестяная банка модифицировать в демонстрация, которую мы сделали ранее, чтобы продемонстрировать Закон Чарльза. В этом случае мы используем воздушные шары, наполненные гелием (или водородом). Гелий менее плотный чем воздух, даже когда гелий имеет ту же температуру, что и окружающий воздух. А Воздушный шар, наполненный гелием, не нуждается в подогреве, чтобы подняться.
Обмакиваем наполненный гелием воздушный шар в жидкий азот для охлаждения Это и вызвать увеличение плотности гелия. Когда удаленный из жидкого азота баллон не поднимается, холодный газообразный гелий является плотнее окружающего воздуха (фиолетовые и синие воздушные шары в рисунок выше).Когда воздушный шар нагревается и расширяется его плотность гелия уменьшается. Воздушный шар в какой-то момент имеет то же самое плотности воздуха вокруг него (зеленый вверху) и нейтрально буйант. Со временем воздушный шар становится менее плотным, чем окружающий воздух (желтый) и плавает до потолка.

Что-то подобное происходит в Атмосфера.


В (1) солнечный свет, достигающий земли, поглощается и согревает земля. Это, в свою очередь, нагревает воздух, соприкасающийся с землей. (2) Как только этот воздух станет теплым и его плотность станет достаточно низкой, небольшие «капли» воздуха отделяются от слоя воздуха у земли и начинать подниматься.Их называют «термиками». (3) Поднимающийся воздух расширяется и остывает (это то, что мы еще не рассмотрели). Если остынет достаточно (до точки росы) облако будет становятся видимыми, как показано в пункте 4. Весь этот процесс называется свободная конвекция. Многие из летних гроз в южной Аризоне начни так.


Относительная сила направленная вниз сила тяжести и сила перепада давления вверх определить, поднимется или опустится порция воздуха. Архимед Закон — это еще один способ понять эту тему.
Галлон вода весит около 8 фунтов (фунтов).

Если вы погрузите кувшин с водой объемом 1 галлон в бассейн, кувшин становится для всех намерений и целей невесомым. Архимед’ Закон (см. Рисунок ниже, со стр. 53a в фотокопиях ClassNotes) объясняет, почему это правда.




Сила восходящего движения действительно просто другое название для сила перепада давления, покрытая ранее сегодня (более высокое давление толкать на бутылку и низкое давление в верхней части толкает вниз, что приводит к чистая направленная вверх сила).Бутылка на 1 галлон вытеснит 1 галлон вода в бассейне. Один галлон бассейна вода весит 8 фунтов. Сила восходящего движения будет 8 фунтов, то же, что и сила тяжести, действующая на кувшин. Два силы равны и противоположны.

Теперь представим, что выливаем всю воду и наполняем 1 галлон. кувшин с воздухом. Воздух примерно в 1000 раз менее плотный, чем вода; по сравнению с поливать кувшин практически ничего не будет весить.



Если вы погрузите кувшин в бассейн он вытеснит 1 галлон воды и снова испытайте 8-фунтовую восходящую силу буйанта.С тех пор если нет направленной вниз силы, кувшин будет плавать.

Один галлон песка (который примерно в 1,5 раза плотнее воды) кувшин будет весить 12 фунтов.


Кувшин с песком утонет, потому что направленная вниз сила больше чем восходящая сила.

Вы можете подытожить все это, сказав что-нибудь менее плотное чем вода будет плавать в воде, все, что плотнее воды, будет плавают в воде.

То же самое относится и к воздуху в атмосфере.



Воздух менее плотный (более теплый) чем воздух вокруг него будет повышаться. Воздух, который более плотный (холодный), чем воздух вокруг него, будет опускаться.


Красочная демонстрация того, насколько маленькие различия в плотности может определить, плавает ли объект или тонет.

Банки как обычного, так и диетического пепси помещают в наполненные стаканы. с водой (также можно использовать кока-колу и диетическую колу).

Обе банки изготовлены из алюминия, плотность которого почти втрое выше. выше воды. Сам напиток в основном состоит из воды. В в обычном пепси также много кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Пепси нет.Смесь воды и кукурузного сиропа имеет густоту больше, чем просто воды. Также есть немного воздуха (или, возможно, углекислого газа) в каждой банке.

Средняя плотность банки обычной Пепси (вода и кукурузный сироп + алюминий + воздух) оказывается немного больше, чем плотность воды. Средняя плотность банки диеты Пепси (вода + алюминий + воздух) немного меньше плотности воды.

В некоторых отношениях люди в плавательных бассейнах подобны банкам из-под обычной и диетическая сода.Некоторые люди плавают (они немного менее плотные, чем вода), другие люди тонут (чуть плотнее воды).


Многие люди могут наполнить легкие воздухом и заставить себя плавать, или они могут опустошить свои легкие и заставить себя тонуть. Люди должны иметь плотность примерно такую ​​же, как у воды.


Влияние давления на скорость реакции

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ

 

На этой странице описывается и объясняется, как изменение давления газа изменяет скорость реакции.

 

Факты

Что происходит?

Увеличение давления в реакции с участием реагирующих газов увеличивает скорость реакции. Изменение давления в реакции, в которой участвуют только твердые вещества или жидкости, не влияет на скорость.

Пример

При производстве аммиака по процессу Габера скорость реакции между водородом и азотом увеличивается за счет использования очень высокого давления.

Фактически, основная причина использования высоких давлений заключается в повышении процентного содержания аммиака в равновесной смеси, но есть также полезный эффект на скорость реакции.


Примечание: Если вы хотите изучить равновесие, вы найдете эту тему в отдельном разделе сайта.


 

Объяснение

Зависимость давления от концентрации

Повышение давления газа — это то же самое, что повышение его концентрации.Если у вас есть заданная масса газа, вы увеличиваете его давление, чтобы сжать его до меньшего объема. Если у вас такая же масса в меньшем объеме, то его концентрация выше.

Вы также можете показать это соотношение математически, если столкнулись с уравнением идеального газа :

Перестановка дает:

Поскольку «RT» постоянна, пока температура остается постоянной, это показывает, что давление прямо пропорционально концентрации.Если вы удвоите одно, вы также удвоите и другое.


Примечание: Если у вас есть возможность выполнять вычисления с использованием уравнения идеального газа, но они вам не очень нравятся, возможно, вас заинтересует моя книга расчетов по химии.


Влияние повышения давления на скорость реакции

Столкновения двух частиц

Тот же аргумент применим независимо от того, включает ли реакция столкновение двух разных частиц или двух одинаковых частиц.

Для того, чтобы произошла какая-либо реакция, эти частицы должны сначала столкнуться. Это верно независимо от того, находятся ли обе частицы в газовом состоянии или одна является газом, а другая твердым телом. Если давление выше, вероятность столкновения выше.

 

Реакции с участием только одной частицы

Все становится труднее объяснить, если у вас есть реакции, в которых что-то происходит с одной частицей, а не в результате столкновения двух частиц.Взаимосвязь между давлением и скоростью намного сложнее и варьируется от реакции к реакции. Это выше уровня А.


Примечание: До мая 2017 года у меня здесь было упрощенное объяснение с точки зрения столкновений частиц, а затем, спустя 15 лет, когда страница находилась в сети, кто-то заметил, что это нелогично! Прошу прощения за это.

Существуют теории, которые показывают, что даже для мономолекулярных реакций (реакций с участием только одной молекулы) столкновения необходимы для того, чтобы молекулы приобрели энергию активации.Если вы хотите узнать об этом больше, вам придется заниматься химией на более высоком уровне. Вы можете погуглить, но вы найдете объяснения на высоком уровне и довольно математические.



 

Вопросы для проверки вашего понимания

На странице о катализаторах в конце этой последовательности страниц вы найдете вопросы обо всех факторах, влияющих на скорость реакции.

 

Куда бы вы сейчас хотели отправиться?

К курсам меню реакции.. .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк, 2002 г. (последнее изменение — май 2017 г.)

Давление пара — обзор

Перенос загрязняющих веществ в атмосферу

Давление пара — это давление пара в замкнутом пространстве. 5 Термин «испарение» часто используется как синоним давления пара, но на самом деле это переход жидкости или твердого вещества в паровую фазу.Улетучивание является функцией концентрации загрязнителя в растворе и парциального давления загрязнителя. То есть пропорциональность между растворимостью и давлением пара может быть установлена ​​для любого химического вещества. Это означает, что улетучивание — это обычное средство, с помощью которого загрязнитель воздуха достигает атмосферы. Закон Генри выражает эту пропорциональность, то есть утверждает, что концентрация растворенного газа прямо пропорциональна парциальному давлению этого газа над раствором [7]:

(5.4) pa = KH [c]

, где K H = постоянная закона Генри; p a = парциальное давление газа; [ c ] = молярная концентрация газа.

Если вещество улетучивается из воды, соотношение закона Генри можно переформулировать следующим образом:

(5.5) pA = KHCW

, где C W — концентрация газа в воде.

Хороший способ оценить вероятность перемещения химического вещества в атмосферу — это объединить концентрацию растворенного загрязнителя и его парциальное давление в воздухе чуть выше того места, где находится химическое вещество, то есть в свободном пространстве, когда концентрации в обоих местоположения находятся в равновесии.Во многих ситуациях свободное пространство на самом деле является открытой атмосферой.

Эти отношения в состоянии равновесия известны как разделение. Значения распределения рассчитываются и публикуются, чтобы дать относительное сродство к химическим соединениям к воздуху по сравнению с сродством к другим веществам, например, воде, почве, ткани и т. Д. Безразмерная версия распределения K H аналогична сорбции, за исключением того, что вместо разделения между твердой и водной фазами она находится между воздушной и водной фазами ( K AW ):

(5.6) KAW = CACW

, где C A — концентрация газа A в воздухе.

Нередко закон Генри и коэффициенты разделения воздух / вода используются как взаимозаменяемые. Однако соотношение между K AW и K H для вещества составляет:

(5,7) KAW = KHRT

, где R — газовая постоянная (8,21 × 10 −2 л атм моль −1 ° K −1 ) и T — температура (° K).

Соотношения закона Генри часто предпочтительнее, чем давление пара, потому что первое учитывает как парциальное давление, так и растворимость вещества, тогда как давление пара просто отражает парциальное давление. Соотношения закона Генри, таким образом, важны для большинства экологических соображений, например, представляя ограничивающий фактор для систем, в которых парциальное давление вещества приближается к нулю. При очень высоких парциальных давлениях (например, 30 Па) или при очень высоких концентрациях загрязняющих веществ (например,g.,> 1000 ppm), предположения закона Генри не могут быть выполнены. Такое давление и концентрация паров редко наблюдаются в условиях окружающей среды, но могут наблюдаться в ситуациях, связанных с промышленными и другими источниками. Таким образом, при моделировании и оценке тенденции к выделению вещества в виде пара, закон Генри и коэффициенты распределения воздух / вода являются полезными показателями и часто используются в моделях компартментного переноса для определения летучести из воды в атмосферу.

Константы закона Генри сильно зависят от температуры, поскольку давление пара и растворимость зависят от температуры.Таким образом, приложение опубликованных данных K H требует изотермического (при постоянной температуре) сравнения. Поскольку температурная зависимость является нелинейной, идеальная база данных должна включать значения K H во всем температурном диапазоне, представляющем интерес для создаваемой базы знаний [28] (например, очень разные для общих условий окружающей среды, чем для проектирования реактор). Кроме того, комбинации различных коэффициентов разделения в модели или исследовании требуют либо исключительного использования значений, полученных при одной и той же температуре (например,g., сорбция, растворимость и улетучивание при 20 ° C) или нормализация и корректировка всех коэффициентов.

Ряд баз данных предоставляет физико-химическую информацию, включая коэффициенты разделения. Некоторые из них представлены в Приложении 1.

Что касается границы раздела между воздухом и водой, сорбированная или иным образом связанная фракция загрязнителя не будет оказывать парциальное давление, поэтому эту фракцию не следует включать в расчеты разделения воды и воздуха.Например, важно различать массу загрязняющего вещества в растворе (доступно для расчета K AW ) и во взвешенных твердых частицах (недоступно для расчета K AW ). Для многих гидрофобных органических загрязнителей некоторая часть массы соединения, вероятно, не будет растворена в водном столбе (за исключением сорастворенных веществ), при этом наибольшая массовая доля в водном столбе сорбируется на частицы.

Взаимосвязь между K H и разделением между водой и липидами (выраженным как коэффициент распределения октанол – вода, K ow ) — еще одно экологически важное явление. Например, организмы содержат в тканях различные пропорции воды и жиров. Это означает, что соотношение может быть использовано для оценки стойкости в окружающей среде, что отражено в периоде полураспада химического вещества ( t 1/2 ) загрязнителя.Однако многие другие переменные определяют фактическую стойкость соединения после его высвобождения. Например, соединения бензол и хлороформ имеют почти одинаковые значения: K H и K ow , но бензол гораздо менее стойкий в окружающей среде.

Принимая во внимание эти предостережения, однако, относительное сродство вещества к пребыванию в воздухе и воде можно использовать для оценки способности вещества разделяться не только между водой и воздухом, но и в более общем плане между атмосферой и биосферой, особенно при рассмотрении переноса загрязняющих веществ на большие расстояния (например,г., через континенты и океаны). Такие оценки переноса на большие расстояния используют как атмосферные т 1/2 , так и K H . Кроме того, взаимосвязь между коэффициентами октанол-вода и воздух-вода может быть важной частью прогнозирования переноса загрязняющих веществ. Например, на рис. 5.8 представлены некоторые общие классификации согласно отношениям различных веществ K AW и K или .В общем, химические вещества в верхней левой группе имеют большое сродство с атмосферой, поэтому, если нет противоречащих факторов, их можно искать здесь. И наоборот, вещества с относительно низкими значениями K AW и K ow с меньшей вероятностью будут переноситься по воздуху на большие расстояния. Поскольку K AW пропорционально K H , , эти группировки также применимы к константам закона Генри.

Рисунок 5.8. Взаимосвязь между разделением воздуха и воды и разделением октанол-вода и сродством классов загрязняющих веществ к определенным компонентам окружающей среды при стандартных условиях окружающей среды.

От: van de Meent D, McKone T, Parkerton T, Matthies M, Scheringer M, Wania F и др. Стойкость и транспортный потенциал химических веществ в мультимедийной среде. Британская Колумбия, Канада: Мастерская SETAC в Пеллстоне, Фэрмаунт Хот Спрингс; 1998. с. 14–8.

Объем и давление в газах — газовые законы — Температура и газовые расчеты — GCSE Physics (Single Science) Revision

Закон Бойля

Уменьшение объема газа увеличивает давление газа.Примером этого является захват газа в цилиндре поршнем. Если поршень вдавить внутрь, у частиц газа будет меньше места для движения, поскольку объем, занимаемый газом, уменьшился.

Поскольку давление, прикладываемое к поршню, увеличивается вдвое, объем внутри цилиндра уменьшается вдвое.

Поскольку объем уменьшился, частицы будут чаще сталкиваться со стенками контейнера. Каждый раз, когда они сталкиваются со стенами, они оказывают на них силу. Больше столкновений означает большую силу, поэтому давление будет увеличиваться.

Когда объем уменьшается, давление увеличивается. Это показывает, что давление газа обратно пропорционально его объему.

Это показано в следующем уравнении, которое часто называют законом Бойля . Он назван в честь ученого 17 века. Роберт Бойл.

P 1 V 1 = P 2 V 2

где:

P 1 — начальное давление

V 1 — начальный объем

P 2 — конечное давление

V 2 — конечный объем

Его также можно записать как:

давление 1 × объем 1 = давление 2 × объем 2

Обратите внимание, что объем измеряется в кубических метрах (м 3 ) и температуре в кельвинах (K).

Это означает, что для газа с постоянной температурой давление × объем также является постоянным. Таким образом, увеличение давления с давления 1 до давления 2 означает, что объем 1 изменится на объем 2 при условии, что температура останется постоянной.

Вопрос

Герметичный шприц содержит 10 × 10 -6 м 3 воздуха при 1 × 10 5 Па. Поршень толкается до тех пор, пока объем захваченного воздуха не станет 4 × 10 -6 м 3 .Если температура не изменилась, каково новое давление газа?

Показать ответ

P 1 = 1 × 10 5 Па

V 1 = 10 × 10 -6 м 3

V 2 = 4 x 10 — 6 м 3

P 1 V 1 = P 2 V 2

Следовательно:

P 2 = 2.5 × 10 5 Па

Новое давление в шприце составляет 2,5 × 10 5 Па

Закон Чарльза

Закон Чарльза описывает влияние изменения температуры на объем газа при постоянном давлении . В нем указано, что:

\ [volume_ {1} = volume_ {2} \ times \ frac {temperature_ {1}} {temperature_ {2}} \]

\ [V_ {1} = V_ {2} \ times \ frac {T_ {1}} {T_ {2}} \]

где:

V 1 — начальный объем

V 2 — конечный объем

T 1 — начальная температура

T 2 — конечная температура

Обратите внимание, что объем измеряется в кубических метрах (м 3 ), а температура — в кельвинах (K).

Это означает, что если газ нагревается, а давление не меняется, объем будет. Таким образом, для фиксированной массы газа при постоянном давлении объем ÷ температура остается неизменным.

Из за чего давление повышенное: Кардиолог назвал причины повышенного артериального давления | Новости | Известия

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *