مواد به سه حالت جامد، مایع و گاز دسته‌بندی شده و برای هر یک از این حالت‌ها قوانین فیزیک به خوبی رفتار ماده را تحلیل و بررسی می‌کنند. رفتار گازها وابسته به خواص و قوانین حاکم بر مولکول‌های گاز است. توزیع مولکول‌ها در یک گاز با توزیع مولکول‌ها در مایعات و جامدات بسیار متفاوت است. در مورد مایعات و جامدات به دلیل فاصله کم بین مولکولی تراکم ناپذیر بوده و قابل فشرده شدن نیستند. اما گازها تراکم پذیرند و با افزایش فشار می‌توان فاصله‌ی بین مولکولی را کم کرد. که همین امر سبب ایجاد رفتار متفاوت گازها و قوانین مختلف آن شده است. برای فهم مفهوم فشار گاز باید علت ترکیدن لاستیک خودرو یا بادکنک در شکل زیر را پیدا کنیم.در واقع این اتفاق ناشی از دو فشار است. فشار هوای داخل لاستیک و بادکنک و فشار هوای اطراف.

مشاهده و انجام آزمایش در سایت آزتو

فشار هوا

اتمسفر یا جوی که اطراف کره زمین را گرفته ترکیبی از چند گاز است. هوایی که در اطراف ما است، فشاری را به بدن ما وارد می‌کند که به آن فشار هوا می‌گویند. بنابراین فشار هوا که در شکل زیر نشان داده شده نیرویی است که هوا بر یک واحد از سطح زمین وارد می‌کند.فشار هوای وارد بر یک سطح برابر است با وزن ستون هوایی که بالای سطح قرار گرفته است، مطابق شکل زیر فرض می‌کنیم یک ستون هوا به طول و عرض یک متر بالای سر شخص قرار گرفته است،در این حالت جرم این ستون ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است، طبق رابطه زیر مقدار فشاری که از طرف هوا به شخص وارد می‌شود معادل ۱۰۰۰۰۰ پاسکال خواهد بود.

P=\frac{F}{A}

فشار هوای درون محفظه

این فشار تحت تاثیر نیروی گرانش نیست و ناشی از برخورد مولکول‌ها با دیواره‌ی ظرف است. در شکل زیر فشار وارد بر دیواره بادکنک نشان داده شده است.عوامل موثر بر فشار درون محفظه عبارتند از: تعداد ذرات، دما

مشاهده و انجام آزمایش در سایت آزتو

تعداد ذرات

هر چه تعداد ذرات داخل محفظه بیشتر باشد، فشار نیز بیشتر می‌شود.

حال با دانستن مفهوم فشار هوا و فشار هوای درون محفظه می‌توان دلیل ترکیدن لاستیک خودرو و بادکنک به هنگام باد کردن را بیان کرد.

چرا لاستیک خودرو می‌ترکد؟

ترکیدگی تایر به دلیل از دست دادن سریع هوای تحت فشار از لاستیک اتفاق می‌افتد. هنگامی که یکپارچگی ساختار تایر از بین برود، قادر به نگه داشتن هوا نیست. به همین دلیل هوای تحت فشار با پارگی لاستیک باعث انفجار می‌شود.

یکی از شایع‌ترین دلایل ترکیدگی تایر، فشار نامناسب هوا در لاستیک‌ها است. اگر باد داخل لاستیک زیاد باشد، انعطاف پذیری آن کم می‌شود و سطح تماس لاستیک با جاده افزایش پیدا می‌کند.

چرا بادکنک می‌ترکد؟

به هنگام باد کردن بادکنک جنبش مولکول‌های هوا درون بادکنک زیاد می‌شود و به دیواره‌های بادکنک فشار وارد می‌کند و در نتیجه فشار هوا در داخل بادکنک از فشار هوا در اطراف آن با بیشتر شده و می‌ترکد.

دما

هر چقدر دما افزایش پیدا کند، جنبش مولکول‌ها بیشتر می‌شود و در نتیجه برخوردشان با دیواره‌ی ظرف بیشتر شده و فشار گاز درون محفظه بیشتری داریم. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.شکل زیر نشان می‌دهد که با افزایش فشار و کاهش دما می‌توان در یک محفظه حالت ماده‌‌ی گازی را تغییر داد.

 

مشاهده و انجام آزمایش در سایت آزتو