Otrzymywanie i pomiar wysokich ciśnień

Skala ciśnień

Naprężenia działające na układ fizyczny można wyrazić za pomocą tensora naprężeń . Pozadiagonalne składowe tensora naprężeń określają naprężenia ścinające, tj. nie prowadzące do zmiany objętości układu. Naprężenia określane przez składowe diagonalne są nazywane składowymi objętościowymi, jedna trzecia sumy tych składowych jest nazywana ciśnieniem. Za wyjątkiem stanów głębokiej nierównowagi ciśnienie zawsze przyjmuje wartości dodatnie. Ciśnienie hydrostatyczne to stan naprężenia układu odznaczający się identycznymi składowymi diagonalnymi oraz brakiem składowych pozadiagonalnych tensora naprężeń. Jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal (Pa = 1N/m2). Stosuje się też atmosferę fizyczną, 1atm = 101 325 Pa i atmosferę techniczną, 1 at = 98066,5 Pa.

Układ poddany działaniu ciśnienia zmienia swoje właściwości fizyczne. Zmiany zachodzące podczas wzrostu ciśnienia mogą mieć charakter stopniowy, np. zwiększanie lepkości czy gęstości gazu, lub skokowy, np. przemiany fazowe (skraplanie pary, krystalizacja); mogą być odwracalne, np. skraplanie pary wodnej, lub nieodwracalne, np. denaturacja białek czy przejście fazowe w fazie stałej powodujące zniszczenie struktury krystalicznej. Charakter i skala tych zmian zależą od wielkości i szybkości zmian przykładanego ciśnienia.

Zakresy ciśnień spotykanych w przyrodzie różnią się o wiele rzędów wielkości. Na rysunku 1 przedstawiono typowe zakresy ciśnień występujące w przyrodzie i dla porównania ciśnienia występujące w laboratoriach naukowych. Ciśnienia obserwowane w przyrodzie mogą być co najmniej o 10 rzędów wielkości większe od ciśnienia normalnego, tj średniej wartości ciśnienia na poziomie morza równej 1013,25 hPa. Badanie zmian właściwości materii (mechanicznych, optycznych, strukturalnych, elektrycznych czy magnetycznych) w tak szerokim zakresie ciśnień wymaga konstrukcji specjalnej aparatury, umożliwiającej zarówno uzyskiwanie wysokiego ciśnienia, jak i przeprowadzenie zamierzonych badań.

Rysunek 1. Zakresy wysokich ciśnień (statycznych) występujących w przyrodzie oraz stosowanych w laboratoriach naukowych i w przemyśle

(aby obejrzeć powiększony rysunek, kliknij w miniaturkę)

Teraz do 20% taniej w Księgarni PWN

Obyczaje w Polsce
Obyczaje w Polscecena juz od 43,90zamów
Pedagogika. T. 1-2
Pedagogika. T. 1-2cena juz od 63,80zamów
Podstawy ekonomii
Podstawy ekonomiicena juz od 47,90zamów
Copyright © 1997-2024 Wydawnictwo Naukowe PWN SA
infolinia: 0 801 33 33 88